Les métaux conduisent mieux l'électricité et la chaleur que les non-métaux car leurs électrons peuvent se déplacer plus facilement et ainsi transférer de l'énergie. De plus, les métaux ont une structure cristalline plus solide avec moins d'espace entre les électrons. La chaleur et l'électricité sont deux formes d'énergie qui voyagent par conduction directe.
Les métaux sont situés sur le côté gauche du tableau périodique des éléments. Leurs couches de valence, c'est-à-dire les couches d'électrons les plus externes, ont peu d'électrons et sont donc susceptibles de les perdre lorsqu'un courant électrique est introduit, afin de conserver une couche de valence complète. Par exemple, si un courant est introduit à une extrémité d'un barreau de fer, les électrons frappent les premiers bords du barreau. La répulsion électromagnétique fait qu'un ou deux électrons libres se séparent de l'atome et se déplacent vers l'atome suivant en séquence. Cette réaction se produit presque instantanément.
Parce que les électrons peuvent se déplacer facilement d'un atome à l'autre, ils peuvent transporter de l'énergie thermique avec eux. Quelle que soit la qualité du conducteur du métal en question, une petite quantité d'énergie est perdue par frottement lorsque les électrons entrent en contact les uns avec les autres. C'est pourquoi les fils électriques qui transportent beaucoup de courant doivent être plus épais, afin que les électrons aient de l'espace pour se déplacer sans créer trop de chaleur.
