Khả năng dẫn nhiệt của kim loại phụ thuộc vào ba yếu tố: kim loại có bao nhiêu electron tự do, tốc độ di chuyển của các electron và quãng đường di chuyển của các electron trước khi đâm vào vật cản và thay đổi hướng đi của chúng.
Một kim loại có mạng tinh thể gồm các nguyên tử, mỗi nguyên tử có lớp vỏ bên ngoài chứa các electron thường phân ly khỏi nguyên tử mẹ trước khi truyền qua mạng tinh thể. Nhóm electron tự do phân ly cho phép kim loại dẫn nhiệt và dòng điện. Khi kim loại bị nung nóng hoặc đặt điện áp vào, một điện trường bên trong kim loại sẽ kích hoạt chuyển động của các electron, làm cho chúng chuyển từ đầu này sang đầu khác của vật dẫn.
Các electron của các kim loại như vàng, nhôm, bạc và đồng có thể đi qua hàng trăm nguyên tử trước khi va chạm vào các chướng ngại vật khiến chúng thay đổi hướng đi. Điều này giải thích tại sao một số kim loại dẫn nhiệt tốt hơn các kim loại khác. Ví dụ, trong hợp kim, các electron chỉ có thể trượt qua một vài nguyên tử trước khi chúng va vào chướng ngại vật.
