Između vodljivosti i toplinske vodljivosti materijala postoji određeni odnos. Vodljivost je sposobnost materijala da provodi struju, dok je toplinska vodljivost sposobnost materijala da provodi toplinu. Oba ova svojstva povezana su s provođenjem elektrona i topline unutar materijala.
Općenito govoreći, i vodljivost i toplinska vodljivost povezani su s gustoćom slobodnih elektrona u materijalu. U metalima, valentni elektroni u atomima tvore vrlo mobilni elektronski plin. Ovi slobodni elektroni mogu slobodno prenositi struju i toplinu, što rezultira visokom vodljivošću i toplinskom vodljivošćumetal.
U usporedbi s metalima, izolatori i poluvodiči imaju lošu vodljivost i toplinsku vodljivost. U izolatorima može postojati mali broj slobodnih elektrona, ali je njihova gustoća vrlo niska, što rezultira lošim provođenjem struje i topline. Poluvodiči imaju vodljivost i toplinsku vodljivost između izolatora i metala. U poluvodičima, vodljivost elektrona može se značajno promijeniti promjenama u primijenjenom električnom polju ili temperaturi.
Osim toga, struktura rešetke i nedostaci materijala također mogu utjecati na njihovu vodljivost i toplinsku vodljivost. Cjelovitost i periodičnost strukture rešetke igraju važnu ulogu u prijenosu elektrona i topline. A mjesta defekta kao što su defekti, nečistoće i sučelja mogu raspršiti elektrone i vruće elektrone, čime se smanjuje vodljivost i toplinska vodljivost.
Ukratko, odnos između conduktivnost i toplinska vodljivost mogu se pripisati prisutnosti i mogućnosti prijenosa slobodnih elektrona u materijalima. Metali imaju visoku vodljivost i toplinsku vodljivost zbog svoje visoke gustoće slobodnih elektrona i izvrsnih svojstava prijenosa elektrona. Vodljivost i toplinska vodljivost izolatora i poluvodiča su slabi, ograničeni brojem i pokretljivošću slobodnih elektrona. Stoga na vodljivost i toplinsku vodljivost materijala utječu čimbenici kao što su sastav materijala, struktura rešetke i defekti.
