金氧半场效电晶体的临界电压（threshold voltage）主要由栅极与沟道材料的功函式之间的差异来决定，而因为多晶硅本质上是半导体，所以可以藉由掺杂不同极性的杂质来改变其功函式 。更重要的是，因为多晶硅和底下作为沟道的硅之间能隙相同，因此在降低PMOS或是NMOS的临界电压时可以藉由直接调整多晶硅的功函式来达成需求 。反过来说，金属材料的功函式并不像半导体那幺易于改变，如此一来要降低金氧半场效电晶体的临界电压就变得比较困难 。而且如果想要同时降低PMOS和NMOS的临界电压，将需要两种不同的金属分别做其栅极材料，对于工艺又是一个很大的变数 。
硅—二氧化硅接面经过多年的研究，已经证实这两种材料之间的缺陷（defect）是相对而言比较少的 。反之，金属—绝缘体接面的缺陷多，容易在两者之间形成很多表面能阶，大为影响组件的特性 。
多晶硅的熔点比大多数的金属高，而在现代的半导体工艺中习惯在高温下沉积栅极材料以增进组件性能 。金属的熔点低，将会影响工艺所能使用的温度上限 。
不过多晶硅虽然在过去20年是製造金氧半场效电晶体栅极的标準，但也有若干缺点使得未来仍然有部分金氧半场效电晶体可能使用金属栅极，这些缺点如下：
多晶硅导电性不如金属，限制了信号传递的速度 。虽然可以利用掺杂的方式改善其导电性，但成效仍然有限 。目前有些融点比较高的金属材料如：钨、钛、钴或是镍被用来和多晶硅製成合金 。这类混合材料通常称为金属硅化物 。加上了金属硅化物的多晶硅栅极有着比较好的导电特性，而且又能够耐受高温工艺 。此外因为金属硅化物的位置是在栅极表面，离沟道区较远，所以也不会对金氧半场效电晶体的临界电压造成太大影响 。
在栅极、源极与漏极都镀上金属硅化物的工艺称为自我对準金属硅化物工艺（Self-Aligned Silicide），通常简称salicide工艺 。
当金氧半场效电晶体的尺寸缩的非常小、栅极氧化层也变得非常薄时，例如现在的工艺可以把氧化层缩到一奈米左右的厚度，一种过去没有发现的现象也随之产生，这种现象称为多晶硅耗尽 。当金氧半场效电晶体的反转层形成时，有多晶硅耗尽现象的金氧半场效电晶体栅极多晶硅靠近氧化层处，会出现一个耗尽层（depletion layer），影响金氧半场效电晶体导通的特性 。要解决这种问题，金属栅极是最好的方案 。目前可行的材料包括钽、钨、氮化钽（Tantalum Nitride），或是氮化钛（Titanium Nitride） 。这些金属栅极通常和高介电係数物质形成的氧化层一起构成MOS电容 。另外一种解决方案是将多晶硅完全的合金化，称为FUSI（FUlly-SIlicide polysilicon gate）工艺 。
电晶体技术双栅极金氧双栅极（dual-gate）金氧半场效电晶体通常用在射频积体电路中，这种金氧半场效电晶体的两个栅极都可以控制电流大小 。在射频电路的套用上，双栅极金氧半场效电晶体的第二个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的控制 。耗尽式一般而言，耗尽式（depletion mode）金氧半场效电晶体比前述的加强式（enhancement mode）金氧半场效电晶体少见 。耗尽式金氧半场效电晶体在製造过程中改变掺杂到沟道的杂质浓度，使得这种金氧半场效电晶体的栅极就算没有加电压，沟道仍然存在 。如果想要关闭沟道，则必须在栅极施加负电压（对NMOS而言） 。耗尽式金氧半场效电晶体是属于“常闭型”（normally-closed，ON）的开关，而相对的，加强式金氧半场效电晶体则属于“常断型”（normally-open，OFF）的开关 。NMOS逻辑同样驱动能力的NMOS通常比PMOS所占用的面积小，因此如果只在逻辑门的设计上使用NMOS的话也能缩小晶片面积 。不过NMOS逻辑虽然占的面积小，却无法像CMOS逻辑一样做到不消耗静态功率，因此在1980年代中期后已经渐渐退出市场，目前以CMOS为主流 。功率金氧功率电晶体单元的截面图 。通常一个市售的功率电晶体都包含了数千个这样的单元 。主条目：功率金氧半场效电晶体功率金氧半场效电晶体（Power MOSFET）和前述的金氧半场效电晶体组件在结构上就有着显着的差异 。一般积体电路里的金氧半场效电晶体都是平面式（planar）的结构，电晶体内的各端点都离晶片表面只有几个微米的距离 。而所有的功率组件都是垂直式（vertical）的结构，让组件可以同时承受高电压与高电流的工作环境 。一个功率金氧半场效电晶体能耐受的电压是杂质掺杂浓度与n-type外延层（epitaxial layer）厚度的函式，而能通过的电流则和组件的沟道宽度有关，沟道越宽则能容纳越多电流 。对于一个平面结构的金氧半场效电晶体而言，能承受的电流以及击穿电压的多寡都和其沟道的长宽大小有关 。对垂直结构的金氧半场效电晶体来说，组件的面积和其能容纳的电流大约成正比，外延层厚度则和其击穿电压成正比 。值得一提的是採用平面式结构的功率金氧半场效电晶体也并非不存在，这类组件主要用在高级的音响放大器中 。平面式的功率金氧半场效电晶体在饱和区的特性比垂直结构的对手更好 。垂直式功率金氧半场效电晶体则多半用来做开关切换之用，取其导通电阻（turn-on resistance）非常小的优点 。DMOSDMOS是双重扩散金氧半场效电晶体（Double-Diffused金氧半场效电晶体）的缩写，大部分的功率金氧半场效电晶体都是採用这种製作方式完成的 。模拟开关金氧半场效电晶体在导通时的沟道电阻低，而截止时的电阻近乎无限大，所以适合作为模拟信号的开关（信号的能量不会因为开关的电阻而损失太多） 。金氧半场效电晶体作为开关时，其源极与漏极的分别和其他的套用是不太相同的，因为信号可以从金氧半场效电晶体栅极以外的任一端进出 。对NMOS开关而言，电压最负的一端就是源极，PMOS则正好相反，电压最正的一端是源极 。金氧半场效电晶体开关能传输的信号会受到其栅极—源极、栅极—漏极，以及漏极到源极的电压限制，如果超过了电压的上限可能会导致金氧半场效电晶体烧毁 。金氧半场效电晶体开关的套用範围很广，举凡需要用到採样持有电路（sample-and-hold circuits）或是截波电路（chopper circuits）的设计，例如模拟数字转换器（A/D converter）或是切换电容滤波器（switch-capacitor filter）上都可以见到金氧半场效电晶体开关的蹤影 。单一开关当NMOS用来做开关时，其源极接地，栅极为控制开关的端点 。当栅极电压减去源极电压超过其导通的临界电压时，此开关的状态为导通 。栅极电压继续升高，则NMOS能通过的电流就更大 。NMOS做开关时工作线上性区，因为源极与漏极的电压在开关为导通时会趋向一致 。PMOS做开关时，其源极接至电路里电位最高的地方，通常是电源 。栅极的电压比源极低、超过其临界电压时，PMOS开关会打开 。NMOS开关能容许通过的电压上限为（Vgate-Vthn），而PMOS开关则为（Vgate+Vthp），这个值通常不是信号原本的电压振幅，也就是说单一金氧半场效电晶体开关会有让信号振幅变小、信号有损的缺点 。双重开关为了改善前述单一金氧半场效电晶体开关造成信号有损的缺点，于是使用一个PMOS加上一个NMOS的CMOS开关（Transmission gate）成为目前最普遍的做法 。CMOS开关将PMOS与NMOS的源极与漏极分别连线在一起，而基极的接法则和NMOS与PMOS的传统接法相同（PMOS的基极接到最高电压，即VDD；NMOS的基极接到最低电压，即VSS或GND） 。要令开关导通时，则把PMOS的栅极接低电位（VSS或GND），NMOS的栅极接高电位（VDD） 。当输入电压在（VDD-Vthn）到（VSS+Vthp）时，PMOS与NMOS都导通，而输入小于（VSS+Vthp）时，只有NMOS导通，输入大于（VDD-Vthn）时只有PMOS导通，这样做的好处是在大部分的输入电压下，PMOS与NMOS皆同时导通，如果任一边的导通电阻上升，则另一边的导通电阻就会下降，所以开关的电阻几乎可以保持定值，减少信号有损 。
