1. Elektrony, 2. Element Halla, 3. Magnesy, 4. Pole magnetyczne, 5. Źródło zasilania
Efekt Halla to zjawisko fizyczne, odkryte w 1879 roku przez Edwina H. Halla (wówczas studenta). Polega ono na wystąpieniu różnicy potencjałów w przewodniku, w którym płynie prąd elektryczny, gdy przewodnik znajduje się w poprzecznym do płynącego prądu polu magnetycznym. Napięcie to, zwane napięciem Halla, pojawia się między płaszczyznami ograniczającymi przewodnik prostopadle do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek prądu i wektor indukcji pola magnetycznego. Jest ono spowodowane działaniem siły Lorentza na ładunki poruszające się w polu magnetycznym.
Niech przewodnik będzie prostopadłościanem o bokach a, b, c. Jeśli wzdłuż przewodnika (równolegle do a) płynie prąd o natężeniu I (nadając nośnikom prądu prędkość unoszenia 
), zaś prostopadle do powierzchni przewodnika (równolegle do c) skierowane jest pole magnetyczne o indukcji 
, to na nośniki prądu o ładunku q w kierunku b działa siła Lorentza:
odchylając te ładunki do jednej ze ścianek. W ten sposób między tą ścianką a ścianką do niej przeciwną wytwarza się różnica gęstości ładunków, a więc i pole elektryczne o natężeniu 
, które może być wyrażone przez różnicę potencjałów. Na kolejne nośniki działa też zatem siła kulombowska. Wypadkowa siła jest równa:
W stanie równowagi, kiedy siła Lorentza i kulombowska równoważą się. Co prowadzi do równania:
lub
gdzie:
- n - koncentracja nośników,
- q - ładunek nośnika prądu (elektrony bądź dziury)
- c - grubość płytki, wymiar w kierunku pola magnetycznego,
- I - natężenie prądu,
- R - stała zależna od materiału (tzw. współczynnik Halla).
Napięcie UH, powstałe pomiędzy ściankami przewodnika, nazywane jest napięciem Halla. Efekt Halla umożliwia pomiar znaku ładunków poruszających się w przewodniku oraz ich koncentrację.
Dla znanych materiałów pomiar napięcia Halla pozwala określić wartość indukcji pola magnetycznego. Przyrządy wykorzystujące efekt Halla do pomiaru tej indukcji nazywają się hallotronami.
Pod nazwą efektu Halla kryją się również inne zjawiska o analogicznych skutkach (tj. gromadzenie ładunku na krawędziach próbki), lecz o zasadniczo różnych przyczynach fizycznych. Mówi się zatem tzw. anomalnym efekcie Halla, w którym napięcie Halla jest proporcjonalne do namagnesowania próbki magnetycznej, przez którą płynie prąd. Znany jest również tzw. spinowy efekt Halla, w którym nie pojawia się elektryczne napięcie Halla, ale na krawędziach próbki akumulują się nośniki o dwóch różnych kierunkach spinu. Mechanizm tego zjawiska nie jest do końca poznany.
[edytuj] Efekty towarzyszące
Przy wyprowadzaniu wzoru na napięcie Halla założone zostało, że wszystkie elektrony mają tę samą prędkość. Nie jest to prawda: w istocie prędkości elektronów w ciele stałym mają pewien rozkład, który opisuje statystyka Fermiego-Diraca. Oznacza to, że część elektronów ma prędkość większą, a część mniejszą od średniej. Na szybsze (a więc cieplejsze) elektrony większy wpływ ma siła Lorentza, na wolniejsze siła Coulomba. To powoduje, że cieplejsze i chłodniejsze elektrony są odchylane ku przeciwnym końcom ciała. To oznacza powstanie gradientu temperatury i dyfuzję elektronów od cieplejszego do chłodniejszego końca. To sprawia, że rzeczywiste napięcie Halla jest mniejsze od wyliczonego. Zjawisko to jest nazywane efektem Ettingshausena.