La conduction thermique dépend de la configuration électronique, de la densité, de la température et des dimensions du matériau. La conduction ne doit pas être confondue avec la conductivité, qui est indépendante des dimensions.
La conduction thermique implique le transfert direct de chaleur à travers la matière au moyen d'un contact physique. La conduction implique le flux d'énergie interne d'une région à température plus élevée vers une région à température plus basse. La conductivité du matériau dépend du nombre de particules porteuses libres qui peuvent transférer l'énergie cinétique d'une partie du matériau à une autre. Au fur et à mesure que le nombre de porteurs augmente, la conductivité fait de même.
Les solides ioniques ont de faibles conductivités car leurs ions sont fixés dans des positions de réseau cristallin avec leurs électrons liés à ces positions. Les solides métalliques ont des conductivités élevées car leurs électrons de couche de valence, qui agissent comme des porteurs libres, sont délocalisés. Cela signifie qu'ils sont libres de se déplacer à travers la structure, transférant de l'énergie cinétique à travers ce mouvement. Les meilleurs conducteurs métalliques élémentaires, par ordre de conductivité décroissante à température ambiante, sont l'argent, le cuivre, l'or, l'aluminium et le tungstène. Le meilleur conducteur de tous est l'hélium liquide, qui ne peut exister qu'à des températures juste au-dessus du zéro absolu.
La température absolue affecte négativement la conductivité des matériaux métalliques, car à mesure que la température augmente, les noyaux d'ions métalliques commencent à vibrer plus vigoureusement autour de leurs positions d'équilibre. Cela augmente la probabilité qu'un électron soit gêné ou dévié par ces noyaux métalliques, diminuant la conductivité.
