Vật liệu làm chất cách điện tốt không có khả năng dẫn điện, chẳng hạn như thủy tinh. Chúng cách điện vì không có đủ nguyên tử tự do để dẫn điện.
Để một vật liệu dẫn điện, nó phải có các nguyên tử liên kết lỏng lẻo và tự do. Khi các nguyên tử liên kết lỏng lẻo, chúng có thể tự do tiếp nhận các electron khác. Trong vật liệu cách điện, các nguyên tử được xếp chặt chẽ với nhau, do đó không có điện tử nào di chuyển qua chúng. Một số vật liệu có khả năng cách nhiệt tốt hơn những vật liệu khác, như thủy tinh, thạch anh nung chảy và mica. Các ví dụ khác về chất cách điện bao gồm không khí, nước và nhựa, mặc dù không phải tất cả các chất này đều có chức năng bảo vệ chống lại điện.
Không giống như chất cách điện, chất dẫn điện cần các nguyên tử chuyển động tự do để các electron có thể di chuyển từ nguồn điện và xuyên qua vật liệu. Một ví dụ về điều này là đồng. Đồng có các điện tử rời bên ngoài có thể nhảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Khi điện kích thích đồng, hiệu ứng domino xảy ra, kéo theo các electron nhảy từ nguyên tử này sang nguyên tử khác. Như vậy, nó hoạt động như một chất dẫn điện tốt. Giống như đồng, hầu hết các kim loại đóng vai trò là chất dẫn điện tốt, bởi vì hóa trị ngoài của chúng có các electron rời. Ngược lại, phần lớn các phi kim loại có khả năng cách điện tốt hơn hoặc chúng dẫn điện kém.
