A vezetési sáv és a vegyértéksáv fogalmának ismerete ad magyarázatot az anyagok elektromos vezetőképességére. A szemléltetést legegyszerűbbé azzal tehetjük, ha a 11H atomon vezetjük be a fogalmakat. Mindegyik H-atomnak egy az első héj (n = 1) s alhéjának (l = 0) egy darab atompályáján egy elektron tartózkodik. Amennyiben a két H-atom megfelelően közel kerül egymáshoz, kovalens kötés kialakítására van lehetőség. Két H-atom összesen két atompályájának összesen két elektronja között jön létre a kölcsönhatás. A két atom közötti kölcsönhatás eredményeként két molekulapálya jön létre. Az egyik molekulapályának az energiája kisebb, mint a két H-atom pályája energiájának összege, ezen a molekulapályán helyezkedik el a két ellentétes spinű elektronpár. Ezt a molekulapályát kötő molekulapályának, az elektronpárt pedig kötő elektronpárnak nevezzük. A másik molekulapályának az energiája nagyobb lesz, mint a két H-atom pályája energiájának összege. Ezt a molekulapályát lazító molekulapályának nevezzük. A H-atom esetében ez lazító molekulapálya üres, hiszen a két elektron a kötő molekulapályán helyezkedik el. A fent leírtak alkalmazhatóak kristályszerkezetre is. A vegyértékhéjak atompályáinak egyik fele (N/2) kötő molekulapályákat hoz létre, míg a másik fele (N/2) lazító molekulapályákat. Mivel azonos atomokról van szó, például a Si-kristályrácsában, ezért az egyes atomok atompályái energiaszintjének értéke nagyon közel esik egymáshoz. Az  N atomból álló kristályrács 3. héjának atompályáinak fele tehát kisebb energiával, amíg a másik fele nagyobb energiával fog rendelkezni, mint a Si-atom megfelelő atompályáinak az energiája. Mind az egyes kötő molekulapályák, mind az egyes lazító molekulapályák energiájának értéke olyan közel esik egymáshoz, hogy nem is energiaszintekről, hanem energiasávokról beszélünk.
A kötő molekulapályák által alkotott sávot vegyértéksávnak, a lazító molekulapályák alkotta sávot vezetési sávnak is nevezzük. Amennyiben az atom vegyértékhéjának mindegyik atompályáján egy elektron található (pl. a Si-atom sp3-as hibridpályáin), akkor a kristályban a vegyértéksáv telített lesz, amíg a vezetési sáv teljesen üres. Ha a vegyértéksáv legnagyobb energiaszintje alacsonyabb, mint a vezetési sáv legkisebb energiaszintre, akkor a két sáv között egy az elektronok számára tiltott sáv található, ahol elektron nem tartózkodhat.
A sávelméletben a tiltott sáv szélességét az aktiválási energiával (Eg) adjuk meg, amely az elektron kovalens kötésből történő kiszakításához szükséges energiát jelenti. Pl. a gyémántban (szigetelő) a tiltottsáv-szélesség 0,96 aJ[1], a szilíciumkristályban (félvezető) 0,18 aJ, a germánium kristályban (félvezető) 0,11 aJ. [2] A vezetőkben a betöltött vegyértéksávot és az üres vezetési sávot nem választja el tiltott sáv. A szigetelőkben a tiltott sáv szélessége kb. 1 aJ vagy ennél szélesebb. Az alapállapotú félvezetőkben a tiltott sáv szélessége 0,5-0,05 aJ[3] között van. A két sáv – vegyértéksáv és vezetési sáv – elektronnal történő töltöttsége, illetve a három sáv – vegyértéksáv, tiltott sáv és vezetési sáv – energiája határozza meg az szilárd anyagok elektromos áramvezető tulajdonságait. A félvezető kristályok vezetőképessége ún. szennyező anyagokkal jobbá tehető.

 

[1] 1 aJ (atto joule) = 10-18 J
[2] Minél nagyobb az atommagok közötti távolság (minél nagyobb az atom mérete), annál kevésbé mély az atommagok közötti potenciálgödör, mert a nagyobb atommagtávolságoknál kevésbé válnak szét a kötő és lazító molekulapályák energiaszintjei.
[3] A tiltott sáv szélességének energiáját eV-ban is szokás megadni. 1 eV = 1,602×10-19 J. Így 0,5 aJ ≈ 3 eV