ساختار الکترونیکی فلزات به این معنی است که آنها رسانای نسبتاً خوبی برای الکتریسیته هستند. الکترون‌های موجود در ماده فقط می‌توانند سطوح انرژی ثابت و نه متغیر داشته باشند، و در یک فلز، سطوح انرژی الکترون‌های ابر الکترونی آن، حداقل تا حدی، با سطوح انرژی که در آن رسانش الکتریکی می‌تواند رخ دهد، مطابقت دارد. در نیمه هادی‌هایی مانند سیلیسیم یا نافلزی مانند گوگرد، یک شکاف انرژی بین الکترون‌های موجود در ماده و سطح انرژی وجود دارد که در آن رسانش الکتریکی می‌تواند رخ دهد. در نتیجه، نیمه‌رساناها و نافلزات رسانای نسبتاً ضعیفی هستند.

فلزات رسانای نسبتاً خوبی برای گرما هستند. الکترون‌های موجود در ابر الکترونی یک فلز بسیار متحرک هستند و به راحتی قادر به انتقال انرژی ارتعاشی ناشی از گرما هستند.

سهم الکترون‌های یک فلز در ظرفیت گرمایی و هدایت حرارتی آن و رسانایی الکتریکی خود فلز را می‌توان از مدل الکترون آزاد محاسبه کرد. با این حال، این ساختار جزئیات شبکه یونی فلز را در نظر نمی‌گیرد. در نظر گرفتن پتانسیل مثبت ناشی از آرایش هسته‌های یونی، ساختار نوار الکترونیکی و انرژی اتصال یک فلز را در نظر می‌گیرد. مدل‌های ریاضی مختلفی قابل اجرا هستند که ساده‌ترین آنها مدل تقریباً الکترون آزاد است.