Les vàlvules de buit, també conegudes com a vàlvules electròniques o vàlvules termoiòniques, van ser un component clau en els primers sistemes electrònics i en la transmissió de senyals de buit. Van ser amplament utilitzades abans de l'aparició dels transistors i altres dispositius electrònics de semiconductors.
Les vàlvules de buit van ser inventades i desenvolupades a principis del segle XX, sent utilitzades principalment en equips de comunicació, amplificadors d'àudio, ràdios i televisions. El seu funcionament es basava en l'ús de termoions, és a dir, electrons emesos per un filament calent que es feien passar a través d'una ànima de vidre o metall per controlar el flux de corrent.
Les vàlvules de buit van ser inventades per l'enginyer i físic britànic John Ambrose Fleming. Fleming va desenvolupar la primera vàlvula de buit funcional, anomenada "diode de Fleming", el 1904. Aquesta vàlvula era un dispositiu rectificador que permetia el pas de corrent en una sola direcció.
Cal destacar que, tot i que Fleming va inventar la primera vàlvula de buit, altres investigadors i enginyers van contribuir posteriorment al desenvolupament i millora d'aquests dispositius, com ara Lee De Forest, qui va afegir una reixa de control a la vàlvula de Fleming per crear la primera vàlvula tríode, que permetia amplificar senyals.
En termes tècnics, les vàlvules de buit eren dispositius electromagnètics que permetien amplificar i controlar senyals elèctriques. El seu disseny varia en funció de l'aplicació específica, però en general constaven d'un filament calefactable, una placa anòdica i una o més reixes de control. L'emissió d'electrons pel filament era controlada pel voltatge aplicat a les reixes de control, permetent així regular el flux de corrent a través de la vàlvula.
Amb l'aparició dels transistors a mitjans del segle XX, els quals eren més petits, fiables, eficients i econòmics, les vàlvules de buit van començar a ser reemplaçades progressivament. El seu ús va disminuir significativament a partir de la dècada de 1950 i, a mesura que la tecnologia electrònica va avançar, les vàlvules de buit van ser pràcticament abandonades.
Una característica peculiar de les vàlvules de buit era el temps necessari per calentar el filament abans que poguessin funcionar correctament. Aquest procés podia durar des de uns pocs segons fins a diversos minuts, segons el tipus de vàlvula. En comparació, els dispositius de semiconductors com els transistors són immediatament operatius sense cap temps de escalfament.