Metalle leiten Elektrizität und Wärme besser als Nichtmetalle, da sich ihre Elektronen leichter bewegen und dadurch Energie übertragen können. Außerdem haben Metalle eine festere kristalline Struktur mit weniger Raum zwischen den Elektronen. Wärme und Strom sind beides Energieformen, die über direkte Leitung transportiert werden.
Metalle befinden sich auf der linken Seite des Periodensystems der Elemente. Ihre Valenzschalen, d. h. die äußersten Schichten von Elektronen, haben wenige Elektronen und neigen daher dazu, diese beim Einleiten von elektrischem Strom zu verlieren, um eine volle Valenzschale zu erhalten. Wird beispielsweise an einem Ende eines Eisenstabes ein Strom angelegt, treffen die Elektronen auf die ersten Kanten des Stabes. Elektromagnetische Abstoßung bewirkt, dass sich ein oder zwei freie Elektronen vom Atom abspalten und nacheinander zum nächsten Atom wandern. Diese Reaktion erfolgt fast sofort.
Da sich Elektronen leicht von Atom zu Atom bewegen können, können sie Wärmeenergie mit sich führen. Egal wie gut das betreffende Metall leitend ist, ein kleiner Teil der Energie geht durch Reibung verloren, wenn Elektronen miteinander in Kontakt kommen. Aus diesem Grund müssen elektrische Drähte, die viel Strom führen, dicker sein, damit die Elektronen Platz haben, um sich zu bewegen, ohne zu viel Wärme zu erzeugen.
