Mô hình electron tự do của kim loại, trong vật lý ở trạng thái rắn, đại diện cho chất rắn kim loại như một vật chứa đầy khí bao gồm các electron tự do (nghĩa là những vật liệu chịu trách nhiệm dẫn điện và nhiệt cao). Các electron tự do, được coi là giống hệt với lớp ngoài cùng, hoặc hóa trị, các electron của các nguyên tử kim loại tự do, được cho là đang di chuyển độc lập với nhau trong toàn bộ tinh thể.
Mô hình electron tự do lần đầu tiên được đề xuất bởi nhà vật lý người Hà Lan Hendrik A. Lorentz ngay sau năm 1900 và được tinh chỉnh vào năm 1928 bởi Arnold Sommerfeld của Đức. Sommerfeld đã giới thiệu các khái niệm cơ học lượng tử, đáng chú ý nhất là nguyên tắc loại trừ Pauli. Mặc dù mô hình đã đưa ra một lời giải thích thỏa đáng cho một số tính chất nhất định (ví dụ độ dẫn điện và nhiệt dung riêng của điện tử) của các kim loại đơn giản như natri, nhưng nó có một số thiếu sót nghiêm trọng. Chẳng hạn, nó đã không tính đến sự tương tác của các electron tự do với các ion kim loại. Các nhà nghiên cứu sớm nhận ra rằng cần có một hệ thống rộng hơn để giải thích hành vi của các kim loại và chất bán dẫn phức tạp. Vào giữa những năm 1930, mô hình electron tự do phần lớn được thay thế bởi lý thuyết dải chất rắn.
