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  电流密度 "J" 可以简单地定义为通过单位面积 "A"(国际单位:m)的电流 "I"(国际单位:A)。它的量值由极限给出:  当电流密度作为向量 J 时,在曲面 "S" 上进行曲面积分后,再对持续时间 "t" 到 "t" 积分,得到 ("t" − "t") 这段时间流过该面的电荷总量:  计算通量所用到的面积可实可虚,可平可曲,可为截面也可为表面。例如,对于通过导体的载流子来说,这里遇到的面积是导体的截面。

  对于电力系统和电子系统的设计而言,电流密度是很重要的。电路的性能与电流量紧密相关,而电流密度又是由导体的物体尺寸决定。例如,随着积体电路的尺寸越变越小,虽然较小的元件需要的电流也较小,为了要达到芯片内含的元件数量密度增高的目标,电流密度会趋向于增高。更详尽细节,请参阅摩尔定律。  在高频频域,由于趋肤效应,传导区域会更加局限于表面附近,因而促使电流密度增高。  电流密度过高会产生不理想后果。大多数电导体的电阻是有限的正值,会以热能的形式消散功率。为了要避免电导体因过热而被熔化或发生燃烧,并且防止绝缘材料遭到损坏,电流密度必须维持在过高值以下。假若电流密度过高,材料与材料之间的互连部分会开始移动,这现象称为电迁移(英语:electromigration)。在超导体里,过高的电流密度会产生很强的磁场,这会使得超导体自发地丧失超导性质。  对于电流密度所做的分析和观察,可以用来探测固体内在的物理性质,包括金属、半导体、绝缘体等等。在这科学领域,材料学家已经研究发展出一套非常详尽的理论形式论,来解释很多机要的实验观察。  安培力定律描述电流密度与磁场之间的关系。电流密度是安培力定律的一个重要参数,

  

  大自然有很多种载有电荷的粒子,称为「带电粒子」,例如,导电体内可移动的电子、电解液内的离子、电浆内的电子和离子、强子内的夸克。这些带电粒子的移动,形成了电流。电荷流动的分布可以由电流密度来描述:  其中,formula_5是在位置formula_6、在时间formula_7的电流密度向量,formula_8是带电粒子的电荷量,formula_9是带电粒子密度,是单位体积的带电粒子数量,formula_10是电荷密度,formula_11是带电粒子的平均漂移速度。  电流密度时常可以近似为与电场成正比,以方程序表达为  其中,formula_13是电场,formula_1是电流密度,formula_15是电导率,是电阻率的倒数。  采用更基础性的方法来计算电流密度。这方法建立于方程序  其中,formula_17和formula_18分别是位置积分变量和时间积分变量。  这方式显示出电导率formula_15在时间方面的滞后响应,和在空间方面的非局域响应属性。原则上,通过微观量子分析,才能推导出来电导率函数。例如,对于足够弱小的电场,可以从描述物质的电导性质的线性响应函数(英语:linear response function)推导。经过一番沉思,可以了解,这电导率和其伴随的电流密度反映出,在时间方面和在空间方面,电荷传输于介质的基本机制。  假设每当formula_20时,formula_21,则这积分的上限可以延伸至无穷大:  做一个对于时间与空间的傅立叶变换,根据折积定理,可以得到  其中,formula_24是参数为波向量formula_25和角频率formula_26的电导率复函数。  许多物质的电导率是张量,电流可能不会与施加的电场同方向。例如,晶体物质这是这样的物质。磁场的施加也可能会改变电导行为。

  穿过曲面formula_27的电流formula_28可以用面积分计算为  其中,formula_1是电流密度,formula_31是微小面元素。

  由于电荷守恒,从某设定体积流出的电流的净流量,等于在这体积内部的电荷量的净变率。以方程序表达,  其中,formula_33是电荷密度,formula_34是微小体元素,formula_35是闭曲面formula_27所包围的体积。  这方程序左边的面积分表示电流从闭曲面formula_27所包围的体积formula_35流出来,中间和右边的体积分的负号表示,随着时间的前进,体积内部的电荷量逐渐减少。  根据散度定理,  所以,  注意到对于任意体积formula_35,上述方程序都成立。所以,两个被积式恒等:  称这方程序为连续方程序。
在电磁学里,电流密度(英语:current density)是电荷流动的密度,即每单位截面面积电流量。电流密度是一种向量,一般以符号formula_1表示。采用国际单位制,电流密度的单位是安培/米(ampere/meter,A/m)。