Les électrons subissent un mouvement sous l'effet des champs électriques et magnétiques, ou de l'énergie thermique. Le mouvement des électrons sous l'effet de l'énergie cinétique thermique leur confère une vitesse thermique, tandis que le mouvement des électrons sous l'effet de champs électriques ou magnétiques leur confère une vitesse de dérive.
Pour que les électrons soient libres de se déplacer dans un matériau, des conditions particulières concernant la configuration électronique du matériau doivent être satisfaites. Les enveloppes externes des atomes constituant le matériau doivent être partiellement remplies. Ces coquilles s'agglomèrent pour former des bandes semi-continues. Les matériaux avec des bandes partiellement remplies, tels que les métaux et les semi-conducteurs à température ambiante, permettent un mouvement électronique délocalisé, entraînant une conduction thermique et électrique.
Le mouvement induit thermiquement dans les électrons est aléatoire, ce qui entraîne qu'aucun courant net n'est généré dans aucune direction dans un matériau isotherme. Le mouvement des électrons avec la température dépend du type, des inclusions et des imperfections du matériau. Généralement, la vitesse thermique des électrons augmente avec l'augmentation de la température. Cette augmentation peut être linéaire ou polynomiale selon les propriétés intrinsèques et extrinsèques du matériau.
Les électrons accélèrent dans un champ électrique ou magnétique sous l'effet des forces de Columbic et de Lorentz. Cette accélération atteint une valeur maximale lorsque les impuretés et imperfections déviant les électrons exercent une force égale et opposée au champ accélérateur.
