费米-狄拉克统计是费米子所依从的统计规律。根据量子力学，费米子为自旋为半整数的粒子，其本征波函数反对称，在费米子的某一个能级上，最多只能容纳一个粒子。因而符合费米-狄拉克统计分布的粒子，当他们处于某一分布\left\{n_j\right\}（“某一分布”指这样一种状态：即在能量为\left\{\epsilon_j\right\}的能级上同时有n_j个粒子存在着，不难想象，当从宏观观察体系能量一定的时候，从微观角度观察体系可能有很多种不同的分布状态，而且在这些不同的分布状态中，总有一些状态出现的几率特别的大，而其中出现几率最大的分布状态被称为最可几分布）时，体系总状态数为：\Omega_j=\frac{g_j!}{n_j!(g_j-n_j)!}费米-狄拉克统计的最可几分布的数学表达式为：\left\{n_j^\right\}=\frac{g_je^\alphae^{\beta\epsilon_j}}{1+e^\alphae^{\beta\epsilon_j}}由于费米-狄拉克统计在数学处理上非常困难，因此在处理实际问题时经常引入一些近似条件，使费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计退化成为经典的麦克斯韦-玻尔兹曼统计。