Mọi vật chất đều được tạo từ các nguyên tử, và mỗi nguyên tử có những hạt electron mang điện âm quay quanh. Ở hầu hết vật liệu, electron bị giữ chặt bên nguyên tử của mình. Nhưng ở kim loại, các nguyên tử nhả bớt vài electron ngoài cùng ra dùng chung, tạo thành một biển electron tự do trôi nổi giữa các nguyên tử. Chính đám electron linh động này khiến kim loại dẫn điện rất tốt, vì chúng chỉ chờ được đẩy là chạy.

Cốt lõi nằm ở cấu trúc đặc biệt của kim loại, thường gọi là mô hình biển electron. Các nguyên tử kim loại xếp thành mạng lưới đều đặn và cùng góp electron ngoài cùng vào một kho chung; những electron này không thuộc riêng nguyên tử nào nên di chuyển tự do khắp khối kim loại. Khi ta nối kim loại vào nguồn điện, một lực điện đẩy toàn bộ đám electron trôi theo cùng một hướng, và dòng chảy đồng loạt ấy chính là dòng điện. Vật liệu càng có nhiều electron tự do và ít cản trở thì dẫn điện càng tốt, đó là lý do bạc, đồng và nhôm được dùng làm dây dẫn.

Hãy nhìn vào bất kỳ sợi dây điện nào trong nhà: lõi bên trong luôn là đồng, còn lớp vỏ bọc bên ngoài là nhựa. Đồng được chọn vì đám electron tự do trong nó cực kỳ dồi dào và linh hoạt, giúp điện chạy qua gần như không hao. Nhựa thì ngược lại, electron bị giữ chặt nên điện không đi qua được, nhờ vậy nó bọc ngoài để ta cầm dây mà không bị giật. Cùng một sợi dây đã gói gọn cả vật dẫn điện tốt lẫn vật cách điện.

Nhiều người nghĩ điện chạy trong dây nhanh như chớp nghĩa là bản thân các electron cũng lao đi với tốc độ đó, nhưng thực ra mỗi electron nhích rất chậm. Cái lan đi gần như tức thời là hiệu ứng đẩy dây chuyền giữa vô số electron, giống như khi bạn đẩy một đầu hàng bi thì đầu kia bật ra ngay dù mỗi viên chỉ dịch chút xíu. Cũng vì nhầm lẫn này mà nhiều người tưởng mọi kim loại dẫn điện như nhau, trong khi bạc và đồng dẫn tốt hơn sắt hay chì khá nhiều.