在一個孤立系統中正、負電荷的代數和保持為恒值。這個結論是根據B.佛蘭克林的摩擦起電實驗和M.法拉第的靜電感應起電實驗得出的。
法拉第的實驗是使用一個絕緣的金屬桶連接到金箔驗電器，此時驗電器上沒有指示。如果將絕緣絲線懸掛的帶有電荷的金屬小球逐漸伸入桶內而不與桶壁接觸，則驗電器的指示將逐漸增大並最後穩定在某一指示上。如果將金屬球提出桶外，驗電器的指示就又恢復為零。這說明在上述過程中，金屬桶的外表面上所帶電荷始終與內表面所帶電電荷符號相反而數量相等，即其代數和保持不變。
電荷守恒定律的數學表示為
式中
J為電流密度，
ρ為電荷的體積密度，
V為由閉合面
S所包圍的體積。此式表明在閉合面上各處流出的總電流，等於在閉合面所包圍的容積中總電荷的時間減少率，或者說電荷是守恒的。
若將上述積分公式應用到空間任意處的容積元素上，並取其趨近於零的極限，則得出電荷守恒定律的微分形式的表達式
采用算符
上式可簡記為
它是宏觀電磁理論的基本方程式之一。