材料の電気伝導率は、その要素が不安定な最後の電子層を持っている、つまり価電子層の電子が隣接する原子間を非常に簡単に移動できるという事実に基づいています。
銅や鉄などの一部の金属は、不安定な最後の電子層を持っています。つまり、この最後の層は電子を非常に失いやすいのです。これらの自由電子は、方向が定められることなく、原子から原子へとさまよっています。電子には決まった方向がないため、電子を失った原子は隣接する原子から電子を簡単に取り戻します。
金属は電子を失いやすいため、電気や電子機器を伝導するワイヤーの製造に広く使用されています。電子が失われるこの事実により、金属の内部には電子の流れが良好であると言えます。
プラスチックやゴムなどの他の材料は、銅や鉄とは異なり、電子を通過させないため、金属と同じ特性を持っていません。その原子は、価電子殻で電子を手放したり受け取ったりすることが非常に困難です。たとえば、導線では、回路を短絡から保護したり、人体を感電から保護するために絶縁材料が使用されます。絶縁体はゴム靴、絶縁テープ、電気配線ケーブルなど、日常生活で広く使用されています。
したがって、絶縁体は自由電子を手放したり受け取ったりすることが非常に難しい材料であると結論付けることができます。この事実は、物質を構成する原子の最後の層（価電子層と呼ばれます）では、電子が原子に強く結合しているために起こります。導体は、価電子殻内で電子が原子と弱い結合を持っているため、電子を手放したり受け取ったりするのが非常に簡単な材料です。
導体と絶縁体があるように、それらの間には半導体と呼ばれる中間物もあります。シリコン (Si) やゲルマニウム (Ge) などのこのタイプの材料は、エレクトロニクス産業で広く使用されています。