Коли необхідної кількості частинок досягнуто, енергія Фермі дорівнює енергії найвищого заповненого стану (або найнижчого незайнятого стану: у разі макроскопічної системи відмінність не має значення). Тому енергію Фермі називають також рівнем Фермі.
Рівень Фермі – деякий умовний рівень, відповідний енергії Фермі системи ферміонів; зокрема електронів твердого тіла відіграє роль хімічного потенціалу для незаряджених частинок. Статистичний зміст рівня Фермі – за будь-якої температури його заселеність дорівнює 1/2.
Електронний газ – Модель у фізиці твердого тіла, що описує поведінку електронів у тілах з електронної провідністю. У електронному газ нехтується кулонівською взаємодією між частинками, а самі електрони слабо пов'язані з іонами кристалічної решітки.
Електрони у металі розглядаються як електронний газ, До якого можна застосувати кінетичну теорію газів. Вважається що електрони, як і атоми газу в кінетичній теорії, являють собою однакові тверді сфери, які рухаються прямими лініями до тих пір, поки не зіткнуться один з одним.