El germanio es un semiconductor metaloide con una densidad de unos 5,323 g/cm³ y un punto de fusión en torno a 938 °C, que combina el brillo metálico con el comportamiento semiconductor. Es escaso en la corteza y se recupera principalmente como subproducto de los minerales de zinc y de las cenizas de carbón. Ocupa una posición clave en la optoelectrónica y la tecnología infrarroja modernas. En las comunicaciones por fibra óptica, el dióxido de germanio derivado del tetracloruro de germanio se dopa en el núcleo de las fibras de sílice, elevando el índice de refracción y reduciendo la pérdida óptica, lo que lo convierte en el dopante central de las fibras de comunicación de larga distancia. En óptica infrarroja, el germanio es muy transparente a la luz infrarroja y se usa para fabricar lentes y ventanas de cámaras térmicas, dispositivos de visión nocturna infrarroja y sistemas de guiado de misiles, con amplia aplicación en defensa, seguridad y termometría industrial. En semiconductores, el germanio fue el material de sustrato de los primeros transistores; hoy se emplea en heterouniones de silicio-germanio, células solares y detectores de germanio de alta pureza, estos últimos al servicio de la detección de radiación nuclear y la espectroscopia gamma.
El dióxido de germanio GeO2 es el compuesto más importante del germanio, usado para el dopado del núcleo de las fibras y el vidrio óptico infrarrojo, y también como catalizador de PET. El tetracloruro de germanio GeCl4 es un intermedio clave de la industria de la fibra: el germanio se clora y después se oxida a GeO2, que se deposita sobre una preforma de sílice, y es además materia prima de recubrimientos ópticos infrarrojos. El germano GeH4 es un gas muy tóxico que se emplea en la epitaxia de semiconductores, en la deposición química en fase vapor de películas de germanio-silicio. Los calcogenuros como el monosulfuro de germanio GeS y el monoseleniuro de germanio GeSe son transparentes en el infrarrojo de onda larga y se estudian para ventanas infrarrojas e interruptores ópticos. El cristal de germanato de bismuto BGO es un material centelleador usado en detectores de física de altas energías y en escáneres PET médicos. El monocristal de germanio de alta pureza, aunque no es un compuesto, sirve como material detector para la medición de radiación nuclear y la espectroscopia de rayos gamma.
