Газофазное эпитаксиальное наращивание на подложке монокристаллических слоев полупроводниковых веществ осуществляется из металлоорганических соединений в реакторе при пониженном давлении. Газофазная эпитаксия первоначально разрабатывалась для выращивания кремния и арсенида галлия, сейчас применяется для выращивания большинства полупроводниковых материалов, используемых в микро- и оптоэлектронике. В реакторе располагаются подложки (тонкие срезы монокристалла), к которым поступает газовая смесь. При выращивании кремния основным компонентом газовой смеси является тетрахлорид кремния SiCl₄ или силан SiH₄, при выращивании арсенидов и фосфидов — алкилы соответствующих металлов (Ga(CH₃)₃, Al(CH₃)₃, Ga(C₂H₅)₃, In(C₂H₅)₃), а также арсин AsH₃ и фосфин PH₃. Газовая смесь при высокой температуре пиролитически разлагается вблизи поверхности роста, и элементы третьей группы взаимодействуют с элементами пятой группы, образуя соединения A^IIIB^V. В результате происходит послойное формирование полупроводникового соединения. С помощью газовой эпитаксии выращивают гетероструктуры GaAlAs/GaAs с квантовыми ямами для инжекционных лазеров, гетероструктуры GaAs/GaAlAs с селективным легированием, гетероструктуры с квантовыми точками, широкозонные полупроводниковые материалы на основе GaN для изготовления синих и зеленых светодиодов и коротковолновых лазеров.