Kim loại dẫn điện tốt vì các electron của chúng có thể chuyển động tự do hơn so với các electron trong phi kim. Cấu trúc đám mây electron của nguyên tử kim loại giúp nguyên tử dễ dàng nhận hoặc mất electron trong các phản ứng hóa học. Các electron đẩy lùi các electron lỏng lẻo này và gửi chúng qua kim loại.
Các electron mang điện tích âm và do đó đẩy nhau. Khi một dòng điện được đưa vào, nó tạo ra một chuỗi phản ứng của các electron bị tách khỏi lớp vỏ bên ngoài của mỗi nguyên tử. Lớp vỏ bên ngoài này, được gọi là lớp vỏ hóa trị, kiểm soát cách nguyên tử hoạt động và liệu nó có phản ứng hóa học ion hay cộng hóa trị hay không. Nguyên tử tự nhiên có xu hướng có một lớp vỏ đầy đủ và sẽ nhận được hoặc mất đi các electron khi cần thiết. Ngoài ra, kim loại có mật độ phân tử dày đặc, làm cho các nguyên tử và điện tử của chúng có nhiều khả năng tương tác hơn mà không bị mất năng lượng. Những đặc điểm giống nhau cho phép kim loại dẫn điện cũng cho phép chúng dẫn nhiệt. Đồng, bạc và vàng dẫn nhiệt và điện hiệu quả nhất. Mặc dù bạc có độ dẫn điện cao hơn, nhưng đồng được sử dụng nhiều hơn vì nó rẻ hơn và phổ biến rộng rãi hơn. Kim loại dẫn điện tốt hơn trong điều kiện cực lạnh vì việc thiếu va chạm giữa các phân tử cho phép các electron di chuyển về phía trước dễ dàng hơn.
