In metallische vaste stoffen is de structurele eenheid een rooster van positieve ionen ondergedompeld in een "zee" van mobiele valentie-elektronen. De positieve ionen zijn de atomen die hun valentie-elektronen hebben verloren, terwijl de valentie-elektronen de elektronen zijn die niet langer aan een bepaald atoom gebonden zijn. Het rooster van positieve ionen wordt bij elkaar gehouden door de elektrostatische aantrekkingskracht tussen de positieve ionen en de negatieve valentie-elektronen.

Metallische vaste stoffen worden gekenmerkt door hun hoge elektrische en thermische geleidbaarheid. De hoge elektrische geleidbaarheid is te danken aan het feit dat de valentie-elektronen mobiel zijn en gemakkelijk door het rooster kunnen bewegen. De hoge thermische geleidbaarheid is te danken aan het feit dat de valentie-elektronen gemakkelijk warmte van het ene deel van het rooster naar het andere kunnen overbrengen.

Metallische vaste stoffen worden ook gekenmerkt door hun kneedbaarheid en ductiliteit. Kneedbaarheid is het vermogen van een materiaal om tot dunne platen te worden gehamerd, terwijl ductiliteit het vermogen van een materiaal is om tot dunne draden te worden getrokken. De kneedbaarheid en ductiliteit van metallische vaste stoffen zijn te wijten aan het feit dat het rooster van positieve ionen niet stijf is. De positieve ionen kunnen gemakkelijk langs elkaar bewegen, waardoor het metaal kan worden vervormd zonder te breken.

De sterkte van een metallische vaste stof hangt af van de sterkte van de elektrostatische aantrekkingskracht tussen de positieve ionen en de valentie-elektronen. Hoe sterker de elektrostatische aantrekkingskracht, hoe sterker het metaal zal zijn.