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  電流密度 "J" 可以簡單地定義為通過單位面積 "A"(國際單位:m)的電流 "I"(國際單位:A)。它的量值由極限給出:  當電流密度作為向量 J 時,在曲面 "S" 上進行曲面積分後,再對持續時間 "t" 到 "t" 積分,得到 ("t" − "t") 這段時間流過該面的電荷總量:  計算通量所用到的面積可實可虛,可平可曲,可為截面也可為表面。例如,對於通過導體的載流子來說,這裡遇到的面積是導體的截面。

  對於電力系統和電子系統的設計而言,電流密度是很重要的。電路的效能與電流量緊密相關,而電流密度又是由導體的物體尺寸決定。例如,隨著積體電路的尺寸越變越小,雖然較小的元件需要的電流也較小,為了要達到晶片內含的元件數量密度增高的目標,電流密度會趨向於增高。更詳盡細節,請參閱摩爾定律。  在高頻頻域,由於趨膚效應,傳導區域會更加侷限於表面附近,因而促使電流密度增高。  電流密度過高會產生不理想後果。大多數電導體的電阻是有限的正值,會以熱能的形式消散功率。為了要避免電導體因過熱而被熔化或發生燃燒,並且防止絕緣材料遭到損壞,電流密度必須維持在過高值以下。假若電流密度過高,材料與材料之間的互連部分會開始移動,這現象稱為電遷移(英語:electromigration)。在超導體裡,過高的電流密度會產生很強的磁場,這會使得超導體自發地喪失超導性質。  對於電流密度所做的分析和觀察,可以用來探測固體內在的物理性質,包括金屬、半導體、絕緣體等等。在這科學領域,材料學家已經研究發展出一套非常詳盡的理論形式論,來解釋很多機要的實驗觀察。  安培力定律描述電流密度與磁場之間的關係。電流密度是安培力定律的一個重要引數,

  

  大自然有很多種載有電荷的粒子,稱為「帶電粒子」,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、電漿內的電子和離子、強子內的夸克。這些帶電粒子的移動,形成了電流。電荷流動的分佈可以由電流密度來描述:  其中,formula_5是在位置formula_6、在時間formula_7的電流密度向量,formula_8是帶電粒子的電荷量,formula_9是帶電粒子密度,是單位體積的帶電粒子數量,formula_10是電荷密度,formula_11是帶電粒子的平均漂移速度。  電流密度時常可以近似為與電場成正比,以方程式表達為  其中,formula_13是電場,formula_1是電流密度,formula_15是電導率,是電阻率的倒數。  採用更基礎性的方法來計算電流密度。這方法建立於方程式  其中,formula_17和formula_18分別是位置積分變數和時間積分變數。  這方式顯示出電導率formula_15在時間方面的滯後響應,和在空間方面的非局域響應屬性。原則上,通過微觀量子分析,才能推匯出來電導率函式。例如,對於足夠弱小的電場,可以從描述物質的電導性質的線性響應函式(英語:linear response function)推導。經過一番沉思,可以瞭解,這電導率和其伴隨的電流密度反映出,在時間方面和在空間方面,電荷傳輸於介質的基本機制。  假設每當formula_20時,formula_21,則這積分的上限可以延伸至無窮大:  做一個對於時間與空間的傅立葉變換,根據折積定理,可以得到  其中,formula_24是引數為波向量formula_25和角頻率formula_26的電導率複函式。  許多物質的電導率是張量,電流可能不會與施加的電場同方向。例如,晶體物質這是這樣的物質。磁場的施加也可能會改變電導行為。

  穿過曲面formula_27的電流formula_28可以用面積分計算為  其中,formula_1是電流密度,formula_31是微小面元素。

  由於電荷守恆,從某設定體積流出的電流的淨流量,等於在這體積內部的電荷量的淨變率。以方程式表達,  其中,formula_33是電荷密度,formula_34是微小體元素,formula_35是閉曲面formula_27所包圍的體積。  這方程式左邊的面積分表示電流從閉曲面formula_27所包圍的體積formula_35流出來,中間和右邊的體積分的負號表示,隨著時間的前進,體積內部的電荷量逐漸減少。  根據散度定理,  所以,  注意到對於任意體積formula_35,上述方程式都成立。所以,兩個被積式恆等:  稱這方程式為連續方程式。
在電磁學裡,電流密度(英語:current density)是電荷流動的密度,即每單位截面面積電流量。電流密度是一種向量,一般以符號formula_1表示。採用國際單位制,電流密度的單位是安培/米(ampere/meter,A/m)。