Används i kvantmekaniken, hänvisar termen ledningsband till ett område av kombinerade orbitaler, eller ett band, för elektroner i en molekyl. Till skillnad från valensbandet innehåller ledningsbandet sällan elektroner. I exciterade tillstånd kommer elektroner att flytta in i ledningsbandet momentant innan de släpper sin energi och faller tillbaka till lägre elektronorbitaler. Att förstå elektronernas beteende med avseende på detta band är till hjälp för att förstå hur olika ämnen beter sig. Inom kvantmekaniken behandlas begreppet ledningsbandet i bandteorin.
Atomer är ordnade med protoner – positivt laddade partiklar – och neutroner – neutrala partiklar – samlade i mitten. Elektroner – små negativt laddade molekyler – kretsar kring det centrala klustret, på samma sätt som planeterna i solsystemet kretsar runt solen. Liksom planeterna har elektroner satta banor. Till skillnad från planeterna kan dock elektroner flytta in i en annan bana om de får tillräckligt med energi.
I allmänhet finns elektroner i de nedre orbitalen av en atom. Elektroner kommer alltid att fylla den lägsta orbitalen först, bara flytta till nästa när den första är fylld. Denna naturliga placering kallas atomens grundtillstånd.
Valenselektroner för en atom, eller de som vanligtvis finns i det yttersta bandet av marktillståndsorbitaler, kan delas med andra atomer. I kovalenta bindningar delar valenselektroner av flera atomer sina orbitaler. Valenselektronernas ursprungliga orbitaler suddas ut och skapar ett valensband i molekylen.
När elektroner får energi, eller når ett exciterat tillstånd, kan de flytta till högre orbitaler, som finns i ledningsbandet. Elektroner måste ha tillräckligt med energi för att hoppa över ett icke-elektronområde, eller bandgap, för att nå ledningsbandet. Eftersom elektroner i slutändan föredrar att vara i marktillstånd, en gång i ledningsbandet, släpper de energi i form av ljusfotoner och faller tillbaka till sina valensbandsorbitaler. Den totala tiden en elektron är i ledningsbandet är mindre än en sekund.
Elektroners förmåga att nå ledningsbandet bestämmer den elektriska ledningsförmågan hos ett föremål. Olika ämnen har olika bandgapstorlekar, så vissa ämnen kräver mindre energi för att flytta elektroner mellan orbitaler. Till exempel har ledare ett litet bandgap, så elektroner kräver inte mycket energi för att hoppa över detta minimala gap och nå ledningsbandet. Det är därför ledare är idealiska för att leda elektricitet. Omvänt har isolatorer ett mycket stort bandgap, så de kräver betydligt mer energi för elektroner att göra hoppet och leder därför inte elektriciteten bra.