Die Wärmeleitung hängt von der elektronischen Konfiguration, der Dichte, der Temperatur und den Abmessungen des Materials ab. Die Wärmeleitung sollte nicht mit der abmessungsunabhängigen Leitfähigkeit verwechselt werden.
Wärmeleitung beinhaltet die direkte Übertragung von Wärme durch Materie durch physischen Kontakt. Leitung beinhaltet den Fluss von innerer Energie von einem Bereich mit höherer Temperatur zu einem Bereich mit niedrigerer Temperatur. Die Materialleitfähigkeit hängt von der Anzahl der freien Trägerpartikel ab, die kinetische Energie von einem Teil des Materials auf einen anderen übertragen können. Wenn die Anzahl der Ladungsträger zunimmt, nimmt auch die Leitfähigkeit zu.
Ionische Festkörper haben niedrige Leitfähigkeiten, da ihre Ionen in Kristallgitterpositionen fixiert sind und ihre Elektronen an diese Positionen gebunden sind. Metallische Festkörper haben eine hohe Leitfähigkeit, weil ihre Valenzschalenelektronen, die als freie Ladungsträger fungieren, delokalisiert sind. Dies bedeutet, dass sie sich frei durch die Struktur bewegen können und durch diese Bewegung kinetische Energie übertragen. Die besten elementaren Metallleiter in der Reihenfolge abnehmender Leitfähigkeit bei Raumtemperatur sind Silber, Kupfer, Gold, Aluminium und Wolfram. Der beste Leiter von allen ist flüssiges Helium, das nur bei Temperaturen direkt über dem absoluten Nullpunkt existieren kann.
Die absolute Temperatur wirkt sich negativ auf die Leitfähigkeit von metallischen Materialien aus, da die Metallionenkerne mit steigender Temperatur stärker um ihre Gleichgewichtspositionen herum zu vibrieren beginnen. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Elektron von diesen Metallkernen behindert oder abgelenkt wird, was die Leitfähigkeit verringert.
