.根据量子力学，束缚于原子内部的电子，其能量不能假定为任意数值，而只能占有某些固定能级，在这些能级之间的数值不可能是电子的能量。这些能级可以分为两组，一组称为导带，另一组称价带。导带的能级通常比较高一些。处于导带的电子可以自由地移动于物体内部。在绝缘体和半导体中，原子之间会相互影响，使得导带和价带之间出现禁带，电子无法处于禁带。为了要产生电流，必须给予电子相当大的能量，协助电子从价带，跳过禁带，进入导带。因此，即使对这些物质施加很大的电压，产生的电流仍旧很小。
各种不同材料的