אחת התכונות שיש לחלקיקים יסודיים היא המטען החשמלי. יש שני סוגים של מטענים חשמליים שהוגדרו באופן שרירותי כחיובי וכשלילי. לגרעין האטום יש מטען חשמלי חיובי, בעוד שלאלקטרונים יש מטענים שליליים. הכוח החשמלי בין מטענים שווי סימן הוא כוח דחייה, ובין מטענים שוני סימן הוא כוח משיכה.
לתנועה של מטענים חשמליים קוראים זרם חשמלי. קל ליצור זרם חשמלי במתכות, משום שבמתכת האלקטרונים החיצוניים של האטום אינם קשורים אליו בחוזקה, וכשמפעילים שדה חשמלי על החומר האלקטרונים הללו ניתקים מהאטומים ונעים בין היונים החיוביים.
את עוצמת הזרם מודדים ביחידה הנקראת אמפר. אמפר אחד שקול למעבר של מטען בשיעור של 1 קוּלוֹן בכל שנייה, דרך חתך של המוליך. זרם חשמלי נוצר, למשל, כאשר מחברים תיל מתכת בין הדקים של סוללה חשמלית. הקשר בין עוצמת הזרם לתכונות הסוללה והתיל נתון בחוק אוהם: I=V/R, כאשר I הוא עוצמת הזרם, V הוא המתח החשמלי בין הדקי הסוללה, ו-R הוא התנגדות התיל. את המתח מודדים בוולטים ואת ההתנגדות באוהמים. חוק אוהם הוא חוק אמפירי שלא תמיד תקף. הוא מתקיים במוליכים מתכתיים (במתחים שאינם גבוהים מדי) אך אינו מתקיים, למשל, כאשר הזרם החשמלי עובר בגז.
מבדילים בין זרם ישר, שזורם כל הזמן באותו כיוון, לבין זרם חילופין, שהופך את כיוונו באופן מחזורי (50 פעמים בשנייה, ברשת החשמל בישראל). חוק אוהם מתאים לזרם ישר אבל בשינויים מסוימים אפשר להשתמש בו גם לזרם חילופין.
לחומרים שהתנגדותם נמוכה יחסית, כגון מתכות, קוראים מוליכים. לחומרים כגון עץ וגומי, שהתנגדותם גבוהה מאד, קוראים מבדדים. יש חומרים, כגון היסודות צורן (סיליקון) וגרמניום, שהתנגדותם נמוכה מזו של המבדדים וגבוהה מזו של המתכות, ומשתנה באופן חד עם שינויי טמפרטורה ועם שינויים קטנים בהרכב הכימי. הם נקראים מוליכים למחצה, ויש להם חשיבות רבה בתעשיית אלקטרוניקה. יש חומרים שהתנגדות שלהם יורדת לאפס בטמפרטורה נמוכה. התופעה מכונה על-מוליכות. הבנת ההבדל בין המוליכות החשמלית של החומרים השונים היא אחת מהישגיה החשובים של תורת הקוונטים.
לקריאה ועיון נוסף באינטרנט: