金屬中形成電流的是自由電子，而電阻源於電子在運動過程中與原子核的碰撞。金屬的原子核會在其位置附近振動。低溫時，原子核振動較弱，電子得以較順暢的通過。隨著金屬導線溫度的升高，原子核的振動加劇，會阻礙電子的通過，使金屬導線的電阻增加。

鎢絲燈泡的燈絲是由金屬鎢製作的。但我們測量燈泡的電流與電壓的關係時，發現鎢絲的電阻隨電流增加而增大，似乎不符合歐姆定律。其實，這正是由燈泡電流的增加使得鎢絲的溫度升高，令電阻變大。

半導體中，原子核通過共用最外層電子，形成共價鍵聯繫在一起，排布成晶格。在熱的作用下，一些共價鍵上的電子得以掙脫，能在導體中自由移動。所以當溫度上升，便會有更多的電子掙脫出來，參與導電。這樣，在同樣電壓下，半導體的電流增大，電阻變小。

人們利用這一特性，製作出熱敏半導體電阻，通過測量電阻是否增加來感知溫度的升高。