Statistik Fermi-Dirac, dalam mekanik kuantum, salah satu daripada dua cara yang mungkin di mana sistem zarah yang tidak dapat dibezakan dapat diedarkan di antara satu set keadaan tenaga: setiap keadaan diskrit yang ada dapat ditempati oleh satu partikel sahaja. Eksklusiviti ini menyumbang kepada struktur elektron atom, di mana elektron tetap berada dalam keadaan yang terpisah daripada runtuh ke keadaan yang sama, dan untuk beberapa aspek kekonduksian elektrik. Teori tingkah laku statistik ini dikembangkan (1926-27) oleh ahli fizik Enrico Fermi dan PAM Dirac, yang menyedari bahawa sekumpulan zarah yang serupa dan tidak dapat dibezakan dapat diedarkan dengan cara ini di antara serangkaian keadaan diskrit (kuantitatif).
Berbeza dengan statistik Bose-Einstein, statistik Fermi-Dirac hanya berlaku untuk jenis partikel yang mematuhi sekatan yang dikenali sebagai prinsip pengecualian Pauli. Zarah-zarah tersebut mempunyai nilai putaran separuh bulat dan dinamakan fermion, setelah statistik yang menggambarkan kelakuannya dengan betul. Statistik Fermi-Dirac berlaku, misalnya, pada elektron, proton, dan neutron.
