束縛状態の電子が取りうるエネルギー準位は、特定の準位のみに限定され飛び飛びに（離散的に）なる。一方、固体中の外殻電子は、隣接する原子と電子との相互作用により、電子の取りうるエネルギー準位の幅が広がって連続的（バンド構造）になる。これがバンド理論である。一方で、電子が取りえないエネルギー準位も依然として存在し、バンドとバンドの間の空隙（ギャップ）となる。これをエネルギーバンドギャップという。エネルギーバンドの特徴は、絶縁体と金属の違いを説明することができる。絶縁体や半導体では、フェルミ準位は価電子帯と伝導帯の間のギャップの中に存在するため、自由電子が存在しない。一方、金属はエネルギーバンドの中にフェルミ準位が存在するため、バンドギャップを超えることなく電子がエネルギーを得ることができる、すなわち、わずかなエネルギーで電子を動かし、電流を流すことができる。