Metale przewodzą elektryczność i ciepło lepiej niż niemetale, ponieważ ich elektrony mogą poruszać się łatwiej i tym samym przesyłać energię. Ponadto, metale mają bardziej trwałą strukturę krystaliczną z mniejszą przestrzenią między elektronami. Ciepło i energia elektryczna to obie formy energii, które podróżują przez bezpośrednie przewodzenie.
Metale znajdują się po lewej stronie układu okresowego pierwiastków. Ich powłoki walencyjne, tj. Najbardziej zewnętrzne warstwy elektronów, mają niewiele elektronów, a zatem są podatne na ich utratę w miarę wprowadzania prądu elektrycznego, w celu zachowania pełnej powłoki walencyjnej. Na przykład, jeśli prąd wprowadzany jest do jednego końca pręta żelaznego, elektrony uderzają w pierwsze krawędzie pręta. Odpychanie elektromagnetyczne powoduje uwolnienie elektronu lub dwóch elektronów z atomu i przejście do następnego atomu w sekwencji. Ta reakcja dzieje się niemal natychmiast.
Ponieważ elektrony mogą łatwo przemieszczać się z atomu do atomu, mogą przenosić z nimi energię cieplną. Bez względu na to, jak dobrym przewodnikiem jest ten metal, niewielka ilość energii jest tracona na tarcie, gdy elektrony stykają się ze sobą. Właśnie dlatego przewody elektryczne, które przenoszą duże ilości prądu, muszą być grubsze, aby elektrony miały przestrzeń do poruszania się bez tworzenia zbyt dużej ilości ciepła.
