In meccanica statistica, la distribuzione di Fermi-Dirac, abbreviata in statistica F-D, determina la distribuzione statistica dei fermioni negli stati di energia per un sistema in equilibrio termico. I fermioni sono particelle che obbediscono al principio di esclusione di Pauli: ovvero non possono esistere nello stesso stato fisico due fermioni aventi gli stessi numeri quantici. La termodinamica statistica viene usata per descrivere il comportamento di grandi quantità di particelle. Un insieme di fermioni non interagenti è detto gas di Fermi.