Všetky materiály sú tvorené atómami. Usporiadanie atómov určuje ich reakciu na vedenie elektriny. Materiály, ktoré nevedú elektrinu, sa klasifikujú ako izolátory a tie, ktoré vedú, sa nazývajú vodiče. Vodiče úplne umožňujú ľahký prechod elektriny. Supravodiče majú nulový odpor, zvyčajne pri nízkych teplotách. Medzi izolátormi a vodičmi existujú podobnosti, pokiaľ ide o štruktúru, tvrdosť a mäkkosť, hustotu a doping, čo je, keď je do izolantu alebo vodiča zabudovaný nejaký iný prvok alebo zlúčenina, aby sa zmenila jeho elektrická energia správanie. Doping môže zmeniť vodič na izolátor a naopak.
Štruktúra
Všetky materiály sú tvorené atómami usporiadanými mnohými rôznymi spôsobmi. Vodiče a izolátory zdieľajú túto najvyššiu podobu na atómovej úrovni. Napríklad drevo, izolátor, je tvorené atómami uhlíka, vodíka a kyslíka usporiadanými v konkrétnej štruktúre, ktorá poskytuje materiál nazývaný drevo. Materiál, ako je oxid nióbu, vodič, obsahuje atómy nióbu a kyslíka. Tu je štruktúra odlišná, ale základným stavebným prvkom vo vodičoch a izolátoroch sú atómy.
Tvrdosť a mäkkosť
Tvrdosť a mäkkosť sú vlastnosti, ktoré majú spoločné vodiče a izolátory. Napríklad síra je izolátor a je mäkká. Sodík, kov, je vodič a je tiež mäkký. Na tvrdej strane máme železo, čo je vodič, a sklo, ktoré je tvrdým izolátorom.
Hustota
Hustota je mierou toho, aký ťažký je materiál alebo ako úzko zabalené sú atómy. Materiály s vysokou hustotou môžu existovať ako vodiče alebo izolátory. Napríklad olovo, vodič, je materiál s vysokou hustotou. Rovnako aj oxid olovnatý, izolátor.
Doping
Vďaka vhodnému dopingu z izolátora sa môže stať polovodič alebo dokonca supravodič. Príkladom je oxid lantanitý meďnatý, keramický izolátor. V roku 1986 ho George Bednorz a Alex Muller dopovali trochou bária a stal sa z neho supravodič s vysokou teplotou prechodu. Za chemický trik premeny izolátora na supravodič dopingom dostali v roku 1987 Nobelovu cenu za fyziku. Podobne je možné vyrobiť vodič, ktorý sa dopingom stane izolátorom. Hliník je vodič. Doping hliníka kyslíkom dáva oxid hlinitý, izolátor.