กระแสไฟฟ้าไหลในระดับอะตอมจากอิเล็กตรอนที่เดินทางระหว่างอะตอมในสาร วาเลนซ์หรือฟรีอิเล็กตรอนเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามสสารทำให้แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่หลากหลาย สารเหล่านั้นที่มีกระแสไฟฟ้าเป็นที่รู้จักกันดีในนามของตัวนำในขณะที่สารที่ยับยั้งการเดินทางนี้เรียกว่าฉนวน
มีตัวนำและฉนวนหลายประเภทตัวนำ
วัสดุที่มีอะตอมที่มีอิเลกตรอนที่เคลื่อนไหวได้อย่างอิสระนั้นถูกใช้เป็นตัวนำในทุกอุตสาหกรรมและทุกสาขาที่ต้องการกระแสไฟฟ้า โลหะหลายชนิดมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าที่ดี ได้แก่ ทองแดงอลูมิเนียมเหล็กตะกั่วทองและเงิน โลหะอื่น ๆ เช่นเหล็กสามารถส่งกระแสไฟฟ้า แต่ไม่เป็นผล
อุปกรณ์กึ่งตัวนำ
วัสดุบางชนิดมีคุณสมบัติของตัวนำและฉนวนเช่นซิลิโคนและเจอร์เมเนียม สารเหล่านี้เป็นหัวใจของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยและมีอิเลคตรอนวาเลนซ์สี่ตัวซึ่งให้ความสามารถในการสลับที่จำเป็นสำหรับทรานซิสเตอร์ชิปรวมและโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ เซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ ได้แก่ เซลล์แสงอาทิตย์ Photo-voltaic, ไดโอดเปล่งแสง (LED) และวงจรเรียงกระแส
ฉนวนธรรมชาติ
สารที่พบในธรรมชาติส่วนใหญ่จะอยู่ในประเภทของฉนวน สารเหล่านี้มักจะเป็นการรวมกันของฉนวนที่บริสุทธิ์มากขึ้นเช่นไม้ดินและหิน ฟางผ้าและเรซินถูกนำมาใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าในอดีตและพอร์ซเลนถูกนำมาใช้แบบดั้งเดิมกับสายสูงและพลังงานต่ำในการก่อสร้างต้น
อินซูเลเตอร์
สารที่มีอิเล็กตรอนวาเลนซ์เจ็ดหรือแปดเรียกว่าอินซูเลเตอร์ สิ่งเหล่านี้ยับยั้งการไหลของไฟฟ้าในระดับอะตอมและใช้เพื่อแยกและแยกสัญญาณไฟฟ้า ตัวอย่างของฉนวนแบบดั้งเดิม ได้แก่ ยางพลาสติกและแก้ว ลูกถ้วยสังเคราะห์ยังได้รับการพัฒนาเช่นไนล่อนและคอมโพสิตกระดาษ
