Mối liên kết trong kim loại về bản chất thì giống mối liên kết cộng hoá trị, Nh−ng có điểm khác là các điện tử hoá trị trong kim loại không chỉ dùng riêng cho một cặp liên kết đứng gần nhau nào, mà dùng chung cho toàn bộ khối kim loại. Các điện tử hoá trị sau khi tách khỏi hoá trị kim loại thì chuyển động từ quỹ đạo thuộc nguyên tử này sang quỹ đạo thuộc nguyên tử khác. Nó không phụ thuộc vào bất kỳ một nguyên nhất định nào trong mạng l−ới tinh thể. Các điện tử tự do chuyển động hỗn loạn tạo thành khí điện tử (mây điện tử) trong kim loại. T−ơng tác giữa lớp khí điện tử với các nguyên tử kim loại tạo nên mối liên kết đặc biệt, gọi là mối liên kết kim loại.
Từ cấu tạo và bản chất mối liên kết kim loại mà kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính công nghệ,...
Khi ta thiết lập một hiệu điện thế giữa hai đầu của một thanh kim loại thì các điện tử tự do sẽ chuyển từ chuyển động hỗn loạn sang chuyển động có h−ớng trong điện tr−ờng, tạo thành dòng điện trong kim loại. Dòng điện chạy qua không làm thay đổi tính chất của thanh kim loại.
Khi ta nung nóng ở một điểm nào đó của thanh kim loại; nhiệt năng sẽ làm các nguyên tử ở đó dao động. Dao động nhiệt của các nguyên tử sẽ lan truyền từ nguyên tử này sang nguyên tử lân cận... Kết quả là tạo nên tính dẫn nhiệt của kim loại.
Khi gia công kim loại bằng áp lực, các lớp nguyên tử chỉ tr−ợt lên nhau. Các điện tử tự do vẫn giữ nguyên mối liên kết giữa các nguyên tử - điều đó giải thích khả năng định hình của chi tiết kim loại.