固体の電気伝導性のある金属には、伝導電子に由来する移動可能な自由電子がある。それらの電子は金属格子に束縛されているが、個々の原子には束縛されていない。外部から電場が適用されなくとも、それらの電子は熱エネルギーの作用で無作為に動いている。しかしそれらの動きを平均すると、単なる金属内の電流は全体としてはゼロになっている。電線を輪切りにするような方向のある面を想定したとき、その面の一方からもう一方へ移動する電子の個数（時間も任意）は平均すると逆方向に移動する電子の個数と同じになっている。ジョージ・ガモフの科学啓蒙書『宇宙＝1、2、3…無限大』（1947年）には、次のように記されている。

金属は他の物質とは異なり、原子の外側の殻がやや緩やかに縛られているため、電子が1個自由となることが多い。そのため金属の中は、あてもなくさまよう難民のような結合していない電子で満たされている。電線の両端に電気力をかけると、それらの自由電子が電気力の方向に猛スピードで移動し、それが電流と呼ばれるものを形成する。

金属の電線の両端を電池などの直流電圧源の2つの端子に接続すると、導体内に電場が形成される。接続された瞬間、導体内の自由電子は電場の影響を受け、正の端子に向かって強制的に移動させられる。したがって固体の導体における典型的な電荷担体は自由電子である。電流が1アンペアなら、電線を輪切りにする任意の面で毎秒1クーロン（電気素量の約 6.242 × 1018 倍）の電荷が流れることになる。