Metallien johtavuus mittaa materiaalin kykyä siirtää lämpöä tai sähköä (tai ääntä). Johtavuuden käänteisluku on resistanssi eli kyky vähentää niiden virtausta.
Ymmärrys materiaalin taipumuksesta johtaa voi olla ratkaiseva tekijä valittaessa kyseistä materiaalia tiettyyn sovellukseen. On selvää, että jotkin materiaalit valitaan siksi, että ne johtavat helposti sähköä (kuten esimerkiksi lanka) tai lämpöä (kuten jäähdyttimen tai lämmönvaihtimen lamellit tai putket). Toisiin sovelluksiin (kuten eristykseen) materiaalit valitaan, koska ne eivät nimenomaan johda hyvin.
Puhtaat metallit johtavat yleensä parhaiten. Useimmissa metalleissa epäpuhtauksien olemassaolo rajoittaa elektronien virtausta. Puhtaisiin metalleihin verrattuna ”epäpuhtauksina” voitaisiin siis pitää seosaineina lisättäviä alkuaineita. Seoksilla on siis taipumus tarjota vähemmän sähkönjohtavuutta kuin puhtaalla metallilla. Jos tarvitaan erilaisia seosaineiden tarjoamia ominaisuuksia (esimerkiksi lisäkovuutta tai -lujuutta), on tärkeää valita sellaiset seoslisäaineet, jotka eivät vaikuta merkittävästi sähkönjohtavuuteen, jos se on myös tärkeää.
Metallit johtavat sähköä sallimalla vapaiden elektronien liikkua atomien välillä. Nämä elektronit eivät ole sidoksissa yksittäiseen atomiin tai kovalenttiseen sidokseen. Koska samankaltaiset varaukset hylkivät toisiaan, yhden vapaan elektronin liike ristikon sisällä irrottaa seuraavan atomin elektronin, ja prosessi toistuu – liikkuen virran suuntaan, kohti positiivisesti varautunutta päätä.
Lämmönjohtavuus on samanlainen kuin sähköinen siinä mielessä, että yhdessä osassa olevien atomien kiihottaminen vaikuttaa viereisten atomien kiihottumiseen ja värähtelyyn. Tuon liikkeen tai kineettisen energian ansiosta – joka ei ole erilainen kuin käsien hankaaminen yhteen lämmetäkseen – lämpö pääsee liikkumaan metallin läpi. Seokset, jotka ovat eri metallielementtien yhdistelmiä, ovat yleensä lämmönjohtavuudeltaan heikompia kuin puhtaat metallit. Erikokoiset tai -painoiset atomit värähtelevät eri nopeudella, mikä muuttaa lämmönjohtavuuden mallia. Jos atomien välinen energiansiirto on vähäisempää, myös lämmönjohtavuus on pienempi.
Puhdas hopea ja kupari tarjoavat suurimman lämmönjohtavuuden, alumiini vähemmän. Ruostumattomien terästen lämmönjohtavuus on alhainen. Jotkin materiaalit, kuten kupari, johtavat helposti sekä lämpöä että sähköä. Toiset taas, kuten lasi, johtavat lämpöä mutta eivät sähköä.
Kuten olemme aiemmin todenneet, metallin valintaan mihin tahansa sovellukseen liittyy todennäköisesti kompromisseja. Tarkastellaan esimerkiksi metallin valintaa keittoastioissa. Vaikka alumiini johtaa hyvin lämpöä, kupari johtaa paremmin ja tarjoaa nopeamman ja tasaisemman kypsennystuloksen – jos etsit nopeaa ateriaa. Kupari on kuitenkin paljon kalliimpaa. Tämän vuoksi kaikki muut paitsi huippuluokan keittoastiat on valmistettu alumiinista tai alumiinista, jossa on pinnoite tai verhous (alumiini reagoi suolaisten ja happamien ruokien kanssa), eikä kalliimmasta kuparista. Kupari, jossa on ruostumattomasta teräksestä valmistettu verhous, olisi toinen vaihtoehto.
Kuten useimmissa näistä sovelluksista, naapuruston metallurgi voi auttaa tekemään kustannustehokkaan päätöksen metalliseoksen valinnasta – johtavuuden tai lähes minkä tahansa muun halutun suorituskyvyn osalta.