一般情況下，金屬原子最外層電子只有一個或者兩個，原子對電子的束縛力小，這個時候容易失去電子，形成金屬離子和自由電子。
金屬原子核較大，對自由電子束縛力較弱，更主要是原子核之間引力較大，使原子核之間距離較小，甚至會使原子核之間產生相交，產生重疊。相交、重疊就使最外層電子軌道互相挨着，或者相交。最外層電子，正常時候都能在慣性作用下，圍繞原先原子核運動。一旦外界變化，最外層電子的慣性會的脫離原先原子核運動，這就是自由電子。
所謂的“多餘自由電子”指的是金屬能給出電子，自身被氧化成金屬陽離子。真正金屬內部，電子所帶電荷數和原子實所帶電荷數是相等的，呈電中性，不帶電荷。
