Een diode geleidt elektriciteit in de voorwaartse bias-modus. In deze modus is de diode zo aangesloten dat de positieve pool van de spanningsbron wordt aangelegd aan de anode (positieve kant) van de diode, en de negatieve pool aan de kathode (negatieve kant). Deze configuratie zorgt ervoor dat er gemakkelijk stroom door de diode kan stromen, omdat de voorwaartse spanning de verbinding tussen de halfgeleiderlagen in de diode voorspant. Als gevolg hiervan vertoont de diode een lage weerstand (idealiter nulweerstand voor een ideale diode) en geleidt hij stroom van anode naar kathode.
De modus waarin een diode voornamelijk werkt, is de voorwaartse voorspanningsmodus. In deze modus laat de diode stroom door met minimale weerstand, op voorwaarde dat de spanning die erover wordt aangelegd de juiste polariteit heeft (positieve spanning aan de anode en negatieve spanning aan de kathode). Deze modus is essentieel voor diodes in de meeste elektronische toepassingen, waar ze doeleinden dienen zoals gelijkrichting in voedingen, signaaldemodulatie en spanningsregeling.
Het werkingsmechanisme van een diode verwijst naar zijn gedrag onder verschillende voorspanningsomstandigheden. Bij voorwaartse voorspanning, waarbij de diode stroom geleidt, zorgt de aangelegde spanning ervoor dat het uitputtingsgebied binnen het halfgeleidermateriaal van de diode smaller wordt. Door deze verkleining van de breedte van het uitputtingsgebied kunnen ladingsdragers (elektronen en gaten) vrij over de junctie bewegen, waardoor de stroom door de diode wordt vergemakkelijkt. Omgekeerd vergroot de aangelegde spanning bij omgekeerde voorspanning de breedte van het uitputtingsgebied, waardoor de stroom door de diode wordt verhinderd door een barrière met hoge weerstand te creëren.
Een diode geleidt elektriciteit in de richting van zijn voorwaartse bias. Bij aansluiting in voorwaartse richting vloeit de stroom gemakkelijk door de diode van de anode (positieve aansluiting) naar de kathode (negatieve aansluiting). Deze richtingsstroom treedt op omdat de voorwaartse voorspanning de potentiële barrière op de kruising tussen de halfgeleidermaterialen van de diode verkleint, waardoor ladingsdragers over de kruising kunnen bewegen en stroom kunnen geleiden. Deze eigenschap maakt diodes nuttig bij het regelen van de richting van de stroom in elektronische circuits en apparaten.
Een diode geleidt onder normale bedrijfsomstandigheden geen elektriciteit in tegengestelde richting. In tegengestelde richting is de diode verbonden met de positieve pool van de spanningsbron die wordt aangelegd aan de kathode en de negatieve pool met de anode. Deze configuratie vergroot de breedte van het uitputtingsgebied binnen de diode, waardoor een barrière met hoge weerstand ontstaat die een aanzienlijke stroomstroming verhindert. Hoewel er in tegengestelde richting een kleine lekstroom kan bestaan als gevolg van minderheidsdragers, is deze doorgaans erg laag in vergelijking met de stroom in voorwaartse richting. Omgekeerde voorspanning wordt vaak gebruikt in diodes voor doeleinden zoals het blokkeren van stroom in circuits om schade door sperspanning te voorkomen of als onderdeel van signaalrectificatiecircuits.