对于固体材料而言，自由电子的定向移动形成了电流。然而，由于固体中同时存在正电荷和负电荷，自由电子的定向移动会受到阻碍，这就是电阻的微观机制。
电流的本质是电荷的定向移动。物质由原子组成，原子由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成。在导体材料中，部分核外电子脱离原子核的束缚，成为自由电子。当在导体两端施加电场时，导体内的自由电子会开始定向移动，从而产生电流。
需要指出的是，自由电子的定向移动速度相对较慢，大约只有每秒几毫米至几厘米。然而，电场在导体中的传播速度接近光速，而电流的传播速度则取决于电场速度。
在导体中，自由电子在定向移动时会与其他粒子发生碰撞，也会受到带正电荷的原子核的影响，从而导致自由电子损失动能。这些损失的动能会转化为其他粒子的不规则运动，也就是导体的内能。从宏观角度来看，导体因此表现出电阻。
根据上述微观机制，我们可以理解电阻率的概念。电阻率ρ是表示物体导电特性的物理量，材料的电阻R可以表示为R=ρL/S，其中：
- 材料长度L：导体材料越长，定向移动的电荷受到的阻碍越大，因此电阻与材料长度成正比。
- 材料横截面积S：材料的横截面积越大，单位长度导体中的自由电子数量越多，导体的导电性能越好。
- 温度：温度会影响材料的微观性质，从而在一定程度上影响导体的导电性能。
在所有材料中，金属的核外电子倾向于脱离，因此金属中的自由电子相对较多，导电性能比其他材料更好。以下是几种金属的电阻率：
温度越高，导体中原子的不规则运动越剧烈，对自由电子的阻碍作用也越大，因此大多数材料随着温度的升高，电阻率也会升高。但是，有些半导体材料在温度适当升高时，自由电子的数量会大大增加，这时温度升高，材料的电阻率反而降低。
