不善于傳導電流的物質稱為絕緣體，也稱作電介質。它們的電阻率非常高。絕緣體涵蓋多種類型，包括固態如塑料、橡膠、玻璃和陶瓷；液態如各種天然礦物油、硅油、三氯聯苯等；以及氣態如空氣、二氧化碳、六氟化硫等。在某些條件下，如加熱或加高壓，絕緣體可能會被“擊穿”，從而轉變為導體。即使在未被擊穿的情況下，絕緣體也不是完全不含電荷的物體。如果在絕緣材料兩端施加電壓，材料中會產生微弱的電流。絕緣材料中通常只有少量的自由電子，而在未被擊穿前，導電主要由由熱運動導致的本征離子和雜質粒子的離解來貢獻。絕緣體的電學特性體現在電導、極化、損耗和擊穿等過程中。導體是能夠傳導電流的物體。金屬導體中含有自由電子，這些電子是導電的原因。半導體隨著溫度的升高，其電阻率會逐漸降低，導電性能顯著提高。半導體的導電是由于材料內的空穴和電子對。物質存在多種形態，包括固體、液體、氣體和等離子體等。我們通常將導電性和導電導熱性較差或不良的材料，如金剛石、人工晶體、琥珀族礦物、陶瓷、橡膠等，稱為絕緣體。而將導電、導熱性能較好的金屬，如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等，稱為導體。介于導體和絕緣體之間的材料稱為半導體。在金屬中，部分電子能夠擺脫原子核的束縛，在金屬內部自由移動，這些電子被稱為自由電子。金屬的導電性正是依賴于這些自由電子。與金屬和絕緣體相比，半導體材料的發現是最晚的。直到20世紀30年代，隨著材料提純技術的進步，半導體的存在才得到學術界的真正認可。