Ею измеряется степень взаимодействия носителей заряда с положительно заряженными узлами кристаллической решетки. Иными словами, эффективная масса может быть определена как коэффициент пропорциональности в законе, связывающем внешнюю силу, действующую на электрон в кристалле, с его ускорением.
Согласно квантовой теории твердого тела поведение электронов, которые находятся в нижней части зоны проводимости, представляется как движение отрицательно заряженных частиц с положительной массой, которая отличается от массы свободного электрона. Движение электронов, которые перемещаются в верхней части валентной зоны, ускоряется электрическим полем в направлении обратном ускорению электронов, которые движутся в нижней части зоны проводимости; то есть следует считать, что масса этих электронов отрицательна.
Таким образом, эффективная масса не только отличается от массы электрона, но и может иметь отрицательный знак. Понятие эффективной массы носителей заряда позволяет описывать их движение в твердом теле как свободное перемещение заряженной частицы без учета периодического поля кристаллической решетки.
Эффективная масса носителей заряда обратно пропорциональна ширине той зоны, где он находится. Поскольку ширина разрешенных зон возрастает с ростом энергии, то зона проводимости обычно бывает шире валентной зоны. Поэтому эффективная масса дырок больше эффективной массы электронов.
Эффективная масса носителей заряда чаще всего выражается в долях массы покоя электрона. Например: mp* = 1,01 или mn* = 0,85.