气体电子倍增器(GEM)是一种用于核物理、粒子物理以及辐射探测领域的气体电离探测器。
所有气体电离探测器都能够收集电离辐射释放的电子，将它们传输到具有强电场的区域，从而引发电子雪崩。雪崩能够产生足够多的电子来产生能被电子设备探测到的电流或电荷。在大多数电离探测器中，强电场由具有正高压的细电线提供；同一根细线从雪崩中收集电子，并将这些电子传输到读出电子器件。GEM探测器在薄聚合物板上的小孔中产生强电场；在这些孔的内部发生电子雪崩。雪崩电子从薄板中打出，需要一个额外系统来收集电子并将其传输到读出系统。
GEM探测器是微结构气体探测器的一类；这类探测器包括微网气体探测器和其他探测器。
典型的GEM探测器由50-70微米厚、两面覆铜的聚酰亚胺（Kapton）薄膜加工而成。通过光刻和酸蚀刻工艺在两个铜层上形成30-50微米直径的孔；再次通过蚀刻将这些孔一直延伸穿过聚酰亚胺薄膜。小孔可以做得非常规则并且尺寸稳定。操作时，在两个铜层之间施加150–400伏的电压，在孔中产生强电场。在这些条件下，配以适当的气体，小孔中每个电子会产生100-1000个雪崩电子；称为GEM探测器的“放大倍数”。由于电子从GEM探测器背侧射出，在第一个GEM探测器之后放置第二个探测器可以提供更大的放大倍数。许多实验使用双层或层GEM探测器来获得一百万或更大的放大倍数。
丝正比室只涉及一个电压设置值：高压极丝的电压同时提供漂移电场和放大电场。基于GEM的探测器需要几个独立的电压设置值:将电子从电离点传输到GEM的漂移电压、放大电压和将电子从GEM出口传输到读出平面的提取/转移电压。具有大漂移区的探测器可以作为时间投影室使用；漂移区域较小的探测器可以当做简单的正比计数器。
GEM探测器信号可以通过简单的条形平面电极读出；像GEM探测器一样，读出平面可以用普通光刻技术在普通电路板材料上制造。由于读出条不涉及放大过程，它们可以制成任何形状；二维条带和网格状、六边形盘状、放射状以及其他几何形状都是可能的。
GEM探测器已经被用于许多类型的粒子物理实验中。一个值得注意的早期用户是欧洲粒子物理研究所的指南针实验。基于GEM的气体探测器已经被提议用于国际直线对撞机、相对论重离子对撞机上的“恒星”实验和“凤凰”实验等实验中。与多丝正比室相比，GEM探测器的优势包括：易于制造，因为大面积GEM探测器原则上可以大规模生产，而多丝正比室的组装需要大量人力劳动且易出错； GEM探测器及其读出电极几何形状可灵活定制；能够抑制正离子，正离子会造成高频工作时间投影室中的电场畸变。早期GEMs的制造面临许多困难，包括不均匀性和短路问题，但这些问题在很大程度上已经得到解决。
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