La conduzione del calore dipende dalla configurazione elettronica, dalla densità, dalla temperatura e dalle dimensioni del materiale. La conduzione non deve essere confusa con la conducibilità, che è indipendente dalla dimensione.
La conduzione del calore comporta il trasferimento diretto di calore attraverso la materia attraverso il contatto fisico. La conduzione comporta il flusso di energia interna da una regione a temperatura più alta a una a temperatura più bassa. La conduttività del materiale dipende dal numero di particelle libere che possono trasferire l'energia cinetica da una parte del materiale a un'altra. Man mano che aumenta il numero di portatori, fa anche la conduttività.
I solidi ionici hanno basse conduttività perché i loro ioni sono fissati in posizioni di reticolo cristallino con i loro elettroni legati a queste posizioni. I solidi metallici hanno alta conducibilità perché i loro elettroni a guscio di valenza, che fungono da portatori liberi, sono delocalizzati. Ciò significa che sono liberi di muoversi attraverso la struttura, trasferendo energia cinetica attraverso questo movimento. I migliori conduttori metallici elementali, in ordine di conduttività decrescente a temperatura ambiente, sono argento, rame, oro, alluminio e tungsteno. Il miglior conduttore di tutti è l'elio liquido, che può esistere solo a temperature proprio sopra lo zero assoluto.
La temperatura assoluta influisce negativamente sulla conduttività dei materiali metallici, poiché con l'aumentare della temperatura, i nuclei di ioni metallici iniziano a vibrare più vigorosamente intorno alle loro posizioni di equilibrio. Ciò aumenta la probabilità che un elettrone venga ostacolato o deviato da questi nuclei di metallo, riducendo la conduttività.
