Atomy jsou složeny z jader a elektronových obalů. Protony z jádra nesou kladný elektrický náboj, elektrony záporný elektrický náboj, přičemž náboj je na ně pevně vázaný, nelze jej odstranit.
Platí zde zákon o zachování elektrického náboje - elektrický náboj nelze vytvořit ani zničit, lze ho jen přemístit.

Elektrický náboj se značí Q a jeho velikost se udává v jednotkách Coulomb C.

Nejmenší možné množství náboje je náboj jednoho elektronu, který byl změřen a má hodnotu: e = −1,602·10^-19 C.

Náboj jednoho protonu je v absolutní hodnotě stejně veliký jako náboj jednoho elektronu a protože počet elektronů a protonů v atomu je v klidovém stavu stejný, z vnějšího pohledu je výsledný elektrický náboj celého atomu nulový, říkáme, že je elektricky neutrální.

Pokud je z atomu vytržen jeden nebo více elektronů, zbytek atomu (který pak označujeme názvem iont) vykazuje kladný náboj, oddělené elektrony mají záporný náboj.

Kolem nábojů vzniká elektrické pole, ve kterém se projevují silové účinky náboje.

Objekty, které mají opačné náboje se přitahují, objekty mající souhlasné náboje se odpuzují .

Elektrický zdroj

Elektrický zdroj pracuje tak, že nejčastěji pomocí chemické reakce odebírá elektrony z atomů vodivé elektrody z jednoho materiálu a přesouvá je prostřednictvím iontů přes elektrolyt do atomů druhé vodivé elektrody z jiného materiálu. Jedna elektroda má tedy nedostatek elektronů a vykazuje kladný náboj, druhá elektroda má přebytek elektronů a vykazuje záporný náboj. Přípojná místa zdroje nazýváme kladným a záporným pólem zdroje.

Elektrický zdroj na těchto pólech trvale udržuje rozdíl nábojů, který nazýváme elektrické napětí.
Nejčastěji je elektrický zdroj představován galvanickým článkem nebo akumulátorem.

Elektrický proud

Volné elektrony v pevných vodičích se mohou snadno přesouvat mezi atomy. Pokud je jeden konec vodiče připojen ke kladnému pólu a druhý konec k zápornému pólu elektrického zdroje vznikne elektrický obvod, kde na volné elektrony ve vodiči působí vnější síly ze zdroje a vzniká elektrický proud.

Kladná elektroda zdroje svým kladným nábojem přitahuje elektrony z připojeného vodiče, chemická reakce ve zdroji je prostřednictvím iontů přesune do záporné elektrody a z ní jsou elektrony opět doplňovány do připojeného vodiče.

Velikost proudu I se měří v Ampérech A a je dána množstvím náboje Q, který projde vodičem za jednotku času t.

Velikost elektrického proudu lze změřit přístrojem, který se nazývá Ampérmetr.
Zjednodušeně řečeno, ampérmetr umístěný do libovolného místa uzavřeného obvodu průběžně počítá množství procházejících elektronů a "každou sekundu" ukáže, kolik náboje se za uplynulou sekundu přeneslo.
Velikost proudu je u jednoduchého (nerozvětveného) obvodu stejná v kterémkoliv místě obvodu.

Pro připojení skutečného ampérmetru (který má dvě svorky) se nejdříve obvod musí rozpojit a ampérmetr zapojit tak, aby měřený proud protékal přes něj. Ideální ampérmetr se chová jako ideální vodič.

Existují ale i takzané klešťové ampérmetry, které dokážou měřit proud vodičem bez jeho rozpojení - musí ale být kolem vodiče dostatečný prostor pro jeho obejmutí měřícími "kleštěmi".

Elektrické napětí

Kladný pól zdroje působí přitažlivou silou na volné elektrony v jeho okolí, zatímco záporný pól působí odpudivou silou. Čím větší bude rozdíl nábojů na pólech zdroje, nebo-li čím větší bude mezi nimi "napětí", tím větší silou budou póly působit.
Připojíme-li k pólům zdroje vodič, tvořící uzavřený obvod, zdroj začne pracovat - bude pohánět volné elektrony nesoucí náboj ve vodiči, nebo-li bude protlačovat vodičem elektrický proud.

Velikost napětí lze odvodit z množství práce vynaložené na přenesení jednotkového náboje mezi těmito dvěma místy.

Velikost napětí lze změřit přístrojem, který se nazývá Voltmetr.

Zjednodušeně řečeno, voltmetr připojený k pólům zdroje, ukáže míru schopnosti zdroje působit na volné elektrony, která je odvozena od rozdílu nábojů kladného a záporného pólu zdroje a odpovídá množství práce, vykonané na přenos elektronů z kladného do záporného pólu zdroje, přepočítáno na jednotkový náboj jeden Coulomb.

Voltmetr připojený k libovolným dvěma místům uzavřeného obvodu ukazuje množství práce spotřebované na přenos elektronů mezi těmito dvěma místy nebo-li úbytek napětí zdroje na překonání části obvodu. Ideální voltmetr se chová jako nevodič (izolant) - neprotéká přes něj žádný proud.
Pokud nějaká část obvodu klade průchodu proudu odpor (například proto, že je tam nekvalitní tenký vodič), část práce zdroje se na ní převede na jinou formu energie, nejčastěji na teplo.

Mezi těmito dvěma místy na vodiči nevzniká úbytek napětí, protože je v nich stejná velikost náboje, nebo-li je tam nulový rozdíl nábojů.	Mezi těmito dvěma místy vzniká úbytek napětí, protože v jednom místě je víc elektronů než ve druhém, takže tam je nějaký rozdíl nábojů = elektrické napětí.

Elektrické proudové pole

Prostor uvnitř vodiče, kterým protéká elektrický proud, lze chápat jako prostor naplněný proudovým polem.

Pohybující se elektrony, které tvoří elektrický proud, se rovnoměrně rozdělí v průřezu vodiče. Čím větší proud vodičem teče, tím víc elektronů se musí najednou vejít do prostoru vodiče, neboli je tam větší proudová hustota.

Proudová hustota J udává velikost proudu na plošnou jednotku.

Protože průchodem proudu vodičem vzniká teplo, které se musí povrchem vodiče ochladit, je zapotřebí dodržovat maximální povolenou proudovou hustotu (maximální proudové zatížení). V praxi se používají vodiče s průřezem v jednotkách mm², proto i povolená proudová hustota je udávána v rozmezí 2 až 4 A·mm^-2

Aby se volné elektrony ve vodiči pohybovaly stejným směrem, musí na ně působit vnější přitažlivé síly ze zdroje. Pro překonávání odporu vodiče je potřeba vynaložit tím víc práce, čím je vodič delší.

Intenzita elektrického proudového pole E je velikost napětí na jednotku délky