Las regiones dopadas con diodo zener son más fuertemente dopadas y más delgadas que las regiones en un diodo convencional. Para que la corriente fluya hacia adelante (ánodo positivo con respecto al cátodo), el voltaje aplicado tiene que recombinar los portadores de carga en la región de agotamiento. El voltaje requerido para hacer esto es aproximadamente el mismo independientemente de los perfiles de dopaje.
Pero el flujo de corriente en la dirección inversa requiere suficiente energía para que los portadores de carga rompan (o atraviesen) el grosor aumentado de la región de agotamiento. Debido a que esta región es mucho más delgada y está rodeada de cargas más densas en el zener, la tunelización es estadísticamente mucho más fácil para las cargas, por lo que el flujo de corriente a bajo voltaje inverso es mucho mayor que la corriente de fuga muy baja del diodo convencional.