Muatan listrik adalah sifat fisik yang terjadi secara alami dalam materi. Sebuah benda bermuatan listrik berinteraksi dengan benda bermuatan listrik lainnya dengan cara tertentu, mengalami gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak. Sifat gaya ditentukan oleh jenis muatan, positif atau negatif, yang dimiliki benda. Ini, pada gilirannya, ditentukan pada skala subatomik oleh partikel yang dikenal sebagai proton dan elektron.
Semua materi terdiri dari atom, yang terdiri dari nukleus — kumpulan proton dan neutron, yang merupakan dua jenis partikel — dan partikel yang mengorbit nukleus, yang disebut elektron. Gaya tarik-menarik antara proton dan elektron dalam sebuah atom membantu menyatukan atom. Elektron bermuatan negatif dan proton bermuatan positif saling tarik menarik. Neutron tidak memiliki muatan listrik.
Proton dan elektron dalam sebuah atom adalah sama, sehingga mereka menyeimbangkan satu sama lain untuk menciptakan muatan bersih nol. Akan tetapi, ada kemungkinan bagi atom untuk kehilangan atau memperoleh elektron melalui interaksi dengan atom lain. Ketika ini terjadi, atom menjadi ion, atom yang membawa muatan positif atau negatif bersih.
Ion yang memiliki lebih banyak elektron daripada bentuk unsur aslinya membawa muatan negatif, sedangkan ion dengan elektron lebih sedikit membawa muatan positif. Muatan menyebabkan mereka menarik atau menolak partikel bermuatan lainnya. Senyawa kimia dapat terbentuk ketika ion positif dan ion negatif tertarik dan terikat satu sama lain. Misalnya, ion natrium bermuatan positif, yang kehilangan satu elektron, membentuk ikatan ionik dengan ion klor bermuatan negatif, yang memiliki elektron ekstra, untuk menciptakan molekul netral natrium klorida, yang juga dikenal sebagai garam meja.
Gaya tarik dan tolak menolak yang disebabkan oleh muatan listrik dapat digunakan untuk menciptakan arus listrik, atau aliran muatan, dan bahan yang dapat mentransmisikan arus listrik dikenal sebagai konduktor. Logam umumnya digunakan sebagai konduktor karena susunan atomnya memungkinkan elektron berpindah secara bebas dari atom ke atom. Ketika terminal bermuatan positif dihubungkan ke salah satu ujung kawat logam dan terminal bermuatan negatif ke ujung lainnya, medan listrik dihasilkan oleh muatan. Elektron bermigrasi ke arah muatan positif, menciptakan arus listrik.