Os objetos são constituídos de átomos e estes possuem partículas eletrizadas (prótons e elétrons). Um átomo isolado de um metal, como o alumínio (Al), por exemplo, é eletricamente neutro. O número atômico do alumínio é 13, o que significa que o átomo tem 13 prótons no núcleo e 13 elétrons distribuídos nas camadas eletrônicas da eletrosfera.
Quando um átomo tem um, dois ou três elétrons de valência, ou seja, elétrons na camada externa, a ligação entre esses elétrons e o núcleo é fraca e estes elétrons não permanecem ligados aos respectivos átomos. Esses elétrons são denominados elétrons livres. Quando vários átomos se reúnem para formar certos sólidos, como um bloco de metal, os elétrons de valência adquirem liberdade para se movimentar no interior do sólido.
No interior dos metais, quando um átomo perde os elétrons de valência, há falta de elétrons, e o átomo se torna um íon positivo; quando o átomo ganha elétrons, há excesso de elétrons, e o átomo é denominado íon negativo.
À temperatura ambiente, os íons estão em movimento oscilatório ao redor de sua posição de equilíbrio, enquanto os elétrons livres estão em movimento aleatório ou desordenado. Portanto, nos sólidos que possuem elétrons livres, é possível que a carga elétrica seja transportada através deles e, por isso, dizemos que esses materiais são condutores de eletricidade. Os metais, o carvão, o solo e o corpo humano são exemplos de materiais condutores. Por exemplo: se ligarmos os polos de uma bateria por meio de um fio de cobre, os elétrons livres do metal, que têm movimento aleatório de origem térmica, entrarão em movimento ordenado, deslocando-se de um polo para o outro . Assim, as cargas elétricas estarão se deslocando pelo fio, constituindo uma corrente elétrica.
