Điện trở

Kim loại

Trong kim loại luôn có electron nằm ở vùng dẫn. Trên thực tế, không có khoảng cách giữa vùng dẫn và vùng hóa trị, và có thể coi hai vùng là một đối với kim loại.
Mạng lưới nguyên tử của kim loại, thực tế, không hoàn hảo: các chỗ bị sứt mẻ trong mạng lưới tán xạ electron, gây nên sự cản trở với sự di chuyển của electron (điện trở). Khi nhiệt độ tăng, các nguyên tử dao động mạnh hơn và dễ va chạm vào các electron hơn, khiến điện trở tăng theo.
Vật dẫn điện càng dài, số lượng va chạm của electron trên đường đi càng tăng, khiến điện trở vật dẫn càng tăng.

Bán dẫn và cách điện

Trong chất bán dẫn và chất cách điện, các nguyên tử tương tác với nhau khiến cho khoảng cách năng lượng giữa vùng dẫn và vùng hóa trị lớn; hầu hết các electron không nằm ở vùng dẫn. Để có đủ electron dẫn điện, cần cung cấp nhiều năng lượng cho electron nhảy lên vùng dẫn, ví dụ nhiệt năng hay quang năng. Một hiệu điện thế lớn chỉ tạo được dòng điện yếu do có ít điện tử dẫn điện; do đó chất bán dẫn và chất cách điện có điện trở suất cao.
Trong chất bán dẫn, khi tăng nhiệt độ, các electron có thể nhận nhiệt năng để nhảy lên vùng dẫn. Hiệu ứng nhiệt này mạnh hơn hiệu ứng cản trở dòng do dao động mạng, khiến điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Tương tự, có thể chiếu ánh sáng, hay bức xạ điện từ nói chung, vào một số chất bán dẫn, để truyền năng lượng cho các electron (sau khi hấp thụ các photon) nhảy lên vùng dẫn và tăng tính dẫn điện, như trong CCD của camera hay pin Mặt Trời.
Có thể thay đổi khả năng dẫn điện của các chất bán dẫn bằng việc pha thêm tạp chất lựa chọn đặc biệt để tạo ra các lỗi trong mạng tinh thể có thừa electron tự do (bán dẫn loại n) hoặc thiếu electron gọi là lỗ trống điện tử (bán dẫn loại p). Nồng độ tạp chất quyết định số lỗ trống hay điện tử tự do trong vật liệu, do đó quyết định tính dẫn điện của vật liệu.

Siêu dẫn

Các điện trở của một chất dẫn điện giảm dần khi nhiệt độ được hạ xuống. Trong các dây dẫn thông thường, chẳng hạn như đồng hoặc bạc, giảm này được giới hạn bởi các tạp chất và các khuyết tật khác. Thậm chí gần không độ tuyệt đối, một mẫu thực sự của một dây dẫn bình thường cho thấy một số kháng. Trong một chất siêu dẫn, sức đề kháng giảm đột ngột bằng không khi vật liệu được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ tới hạn của nó. Một dòng điện chạy trong một vòng lặp của chất siêu dẫn có thể kéo dài vô thời hạn mà không có nguồn điện.
Năm 1986, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một số cuprate - perovskite gốm vật liệu có nhiệt độ cao hơn rất nhiều loại vật liệu quan trọng, và vào năm 1987 có một chất được sản xuất với một nhiệt độ tới hạn trên 90K (-183,15 °C). Một nhiệt độ chuyển đổi cao như vậy là lý thuyết không thể cho một chất siêu dẫn thông thường, vì vậy các nhà nghiên cứu đặt tên cho những dây dẫn siêu dẫn nhiệt độ cao . Nitơ lỏng sôi ở 77K (-196,15 °C), tạo điều kiện cho nhiều thí nghiệm và các ứng dụng mà ít thực hành ở nhiệt độ thấp hơn. Trong các chất siêu dẫn thông thường, các electron được tổ chức với nhau theo cặp bởi một điểm thu hút trung gian bởi lưới phonon. Các mô hình có sẵn tốt nhất của chất siêu dẫn ở nhiệt độ cao vẫn còn hơi thô. Có một giả thuyết cho rằng cặp electron trong chất siêu dẫn nhiệt độ cao được trung gian bởi sóng spin tầm ngắn gọi là paramagnons. 

Trong dòng điện xoay chiều

Đối với dòng điện xoay chiều, Điện trở thuần là một tính chất của dây dẫn, nó phụ thuộc vào vật liệu và kích thước của dây dẫn, những nguyên tử của dây dẫn ngăn cản sự chuyển động của các điện tử tự do, nghĩa là ngăn cản dòng điện. Những phần tử được làm bằng các vật liệu có điện trở thông thường cũng được gọi là điện trở. Trong mạch điện chỉ có điện trở thuần, tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện cũng cực đại. Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không. Điện áp và dòng điện cùng pha. Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở thuần mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng. Trong kỹ thuật, đặc biệt là kỹ thuật điện tử, người ta ứng dụng những tính chất khác nhau của ba loại kháng trở chính là: Điện trở thuần, dung kháng, và cảm kháng để thiết kế các mạch điện tổ hợp.