모든 물질은 원자와 전자로 이루어져 있는데, 전자 중에서도 자유롭게 움직일 수 있는 전자 즉 자유전자로 일컫어 지는 전자들이 금속에는 많이 존재하고 있습니다. 이들 자유전자는 외부로부터 약간의 힘을 얻으면 쉽게 이동할 수 있으며, 전자의 이동 바로 우리가 이야기하는 전류입니다. 마치 물이 가득차 있는 수조에 힘을 가하면 그쪽으로 물이 이동하는 듯이 이동하는 물의 형태가 바로 전류이며, 이때 가해지는 힘을 전압이라고 부릅니다.
그러나 자유전자는 이동이 자유롭기 때문에 이를 통제해 줄 수 있는 물질이 바로 전기가 통하지 않는 부도체와 같은 절연체 물질들 입니다. 그래서 모든 전기 관련 물체들은 부도체 + 전도체 물질의 혼합으로 이루어져 있습니다.
우리의 물체에는 전부 원자가 있고 그 주위에 전자가 있습니다. 물체에 따라 전자가 자유롭게 움직이기 위해 필요한 에너지가 있습니다. 이 전자가 자유롭게 움직여야 전류가 흐르게 되기 때문에 이 에너지가 크다면 전류가 흐르기가 굉장히 어렵습니다. 금속은 이 에너지가 작아서 전류가 쉽게 흐를 수 있지만 부도체는 반대의 경우입니다.
금속에는 자유전자라는 전자가 다량 분포합니다. 금속 표면에 자유롭게 이동할 수 있는 전자(-)가 분포하고 있기 때문에 외부에서 전압을 걸어주면 이 전자가 전압의 +극으로 이동을 하며 전류가 흐르는 것입니다. 반대로 나무와 같이 자유전자가 거의 분포하지 않는 물질은 비금속이며 부도체라고 분류합니다.
