La statistique Fermi-Dirac est une branche de la statistique quantique. Elle doit son nom à Enrico Fermi et Paul Dirac. Elle est utilisée pour décrire l'état macroscopique d'un système qui est constitué de nombreuses particules simliaires (Fermions). Un exemple est la description de l'état des électrons dans les métaux et les semi-métaux, pour décrire la conductivité électrique.
La statique de Fermi-Dirac fait les hypothèses suivantes :
- Aucun des états des particules ne peut contenir plus d'une particule (connu sous le nom de principe d'exclusion de Pauli)
- L'échange d'une particule contre une autre particule similaire ne conduira pas à un nouvel état, mais donnera le même état (connu sous le nom de particules identiques)
La distribution de Fermi indique avec quelle probabilité, un gaz de Fermi, à une température et un niveau d'énergie donnés, aura une particule dans l'état donné.