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氧化锌晶体有三种构造：六边纤锌矿构造、立方闪锌矿构造，以及比拟稀有的氯化钠式八面体构造。纤锌矿构造在三者中波动性*高，因此*罕见。立方闪锌矿构造可由逐步在外表生成氧化锌的方式取得。在两种晶体中，每个锌或氧原子都与相邻原子组成以其为中心的正四面体构造。 八面体构造则只曾在100亿帕斯卡的高压条件下被察看到。
纤锌矿构造、闪锌矿构造有中心对称性，但都没有轴对称性。晶体的对称性质使得纤锌矿构造具有压电效应和焦热点效应，闪锌矿构造具有压电效应。
纤锌矿构造的点群为6mm（国际符号表示），空间群是P63mc。晶格常量中，a = 3.25 埃，c = 5.2 埃；c/a比率约为1.60，接近1.633的理想六边形比例。在半导体资料中，锌、氧多以离子键结合，是其压电性高的缘由之一。
氧化锌的硬度约为4.5，是一种*对较软的资料。氧化锌的弹性常数比氮化镓等III-V族族半导体资料要小。氧化锌的热波动性和热传导性较好，而且沸点高，热收缩系数低，在陶瓷资料范畴有用武之地。
在各种具有四面体构造的半导体资料中，氧化锌有着*高的压电张量。该特性使得氧化锌成为机械电耦合重要的资料之一。
在室温下，氧化锌的能带隙约为3.3 eV，因而，纯洁的氧化锌是无色通明的。高能带隙为氧化锌带来击穿电压高、维持电场才能强、电子噪声小、可接受功率初等优点。氧化锌混入一定比例的氧化镁或氧化镉，会使能带隙在3-4 eV之间变化。
即便没有掺入任何其它物质，氧化锌具有N型半导体的特征。N型半导体特征曾被以为与化合物原子的非整比性有关，而对纯洁氧化锌的研讨则成为一个反例。运用铝、镓、铟等第III主族元素或氯、碘等卤素可以调理其N型半导体功能。而要将氧化锌制成P型半导体则存在一定的难度。可用的添加剂包括锂、钠、钾等碱金属元素，氮、磷、砷等第V主族元素，铜、银等金属，但都需求在特殊条件下才具无效用。