Kim loại dẫn điện và nhiệt tốt hơn phi kim vì các electron của chúng có thể di chuyển dễ dàng hơn và do đó truyền năng lượng. Ngoài ra, kim loại có cấu trúc tinh thể vững chắc hơn với ít khoảng trống hơn giữa các electron. Nhiệt và điện đều là hai dạng năng lượng truyền trực tiếp.
Các kim loại nằm ở phía bên trái của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Các lớp vỏ hóa trị của chúng, tức là các lớp electron ngoài cùng, có ít electron và do đó dễ bị mất chúng khi dòng điện được đưa vào, để giữ được lớp vỏ hóa trị đầy đủ. Ví dụ, nếu một dòng điện được đưa vào một đầu của một thanh sắt, các electron sẽ đập vào các cạnh đầu tiên của thanh. Lực đẩy điện từ làm cho một hoặc hai điện tử tự do tách ra khỏi nguyên tử và di chuyển đến nguyên tử tiếp theo theo trình tự. Phản ứng này xảy ra gần như ngay lập tức.
Vì các electron có thể di chuyển dễ dàng từ nguyên tử này sang nguyên tử khác nên chúng có thể mang theo nhiệt năng. Cho dù kim loại được đề cập dẫn điện tốt đến mức nào, thì một lượng nhỏ năng lượng sẽ bị mất đi do ma sát khi các electron tiếp xúc với nhau. Đây là lý do tại sao các dây dẫn điện mang nhiều dòng điện phải dày hơn để các electron có không gian di chuyển mà không tạo ra quá nhiều nhiệt.
