Zo štúdia pevných látok vieme, že v kovoch (napr. Cu, Fe, Al) je kryštálová mriežka utvorená z kladných iónov, medzi ktorými sa neusporiadane pohybujú valenčné elektróny. Tieto elektróny sú spoločné pre všetky atómy kovu a môžu sa v ňom voľne pohybovať, Nazývajú sa voľné elektróny.
Pokusmi sa potvrdilo, že elektrický prúd v kovoch tvoria iba voľné elektróny.
Vlastnosť kovov viesť elektrický prúd prostredníctvom voľných elektrónov sa volá elektrónová vodivosť kovov.
Teória elektrónovej vodivosti kovov vychádza z poznatku, že elektrický prúd v kovoch tvoria iba voľné elektróny s energiou približujúcou sa tzv. Fermiho energii. Pre daný kov je to maximálna kinetická energia elektrónov v kryštáli kovu pri teplote 0 K. Elektróny, ktoré túto podmienku spĺňajú, nazývame vodivostné elektróny.
Vodivostné elektróny konajú v kove tepelný pohyb. Stredná rýchlosť tohto pohybu elektrónov je rádovo 105 m.s-1 až 106 m.s-1. Jej zmena s teplotou je zanedbateľná. Tým sa vodivostné elektróny odlišujú od molekúl ideálneho plynu. Energia vodivostných elektrónov môže nadobudnúť iba isté hodnoty, je kvantovaná.
V dôsledku tepelného pohybu vodivostných elektrónov v kove, ktorý nie je v elektrickom poli, sa celkový náboj prenesený týmito elektrónmi ľubovoľným prierezom vodiča rovná nule, takže aj elektrický prúd je nulový. To je v súlade so skúsenosťou aj so zákonom zachovania energie = drôtom samovoľné neprechádza elektrický prúd z jedného konca na druhý.
Keď kovový vodič zapojíme na jednosmerný zdroj napätia vznikne v ňom elektrické pole s intenzitou E. Na každý vodivostný elektrón pôsobí sila Fe = -e. E, kde e je veľkosť náboja elektrónu. Pôsobením tejto sily získavajú vodivostné elektróny okrem okamžitej rýchlosti dodatočnú rýchlosť v jednom smere, ktorá sa volá unášavá rýchlosť. Preto vodivostné elektróny konajú okrem tepelného pohybu aj usporiadaný pohyb od zápornej svorky ku kladnej svorke zdroja. V kovovom vodiči vznikne jednosmerný elektrický prúd.
V procese vedenia elektrického prúdu odovzdávajú vodivostné elektróny získanú hybnosť (od elektrického poľa) kryštálovej mriežke kovu. Odovzdávanie hybnosti nastáva v dôsledku rozličných porúch kryštálovej mriežky a tepelného kmitavého pohybu iónov mriežky. S tým súvisí existencia elektrického odporu kovových vodičov.
Ak vytvoríme obvod podľa obrázka, keď meníme napätie na svorkách zdroja, mení sa napätie U medzi koncami skúmaného vodiča (časti elektrického obvodu) a prúd I prechádzajúci vodičom.