غاز فيرمي هو أداء لعدد كبير من الفرميونات التي سميت باسم مكتشفها انريكو فيرمي، وهي جسيمات تخضع لإحصاء فيرمي ديراك الذي يحدد توزيع طاقة الفرميونات في غاز فيرمي عند التوازن الحراري، وتتميز بكثافة عددية ودرجة حرارة ومجموعة من حالات الطاقة المتاحة.
من مبدأ باولي لايمكن لأي حالة كمية أن تأخذ أكثر من فرميون واحد بخصائص متماثلة. لذا فغاز فيرمي على العكس من غاز بوز لايمكنه التكثف إلى تكاثف بوز وأينشتاين. فالطاقة الاجمالية لغاز فيرمي في درجة الصفر المطلق هو أكبر من مجموع الحالات القاعية لجسيم مفرد لأن مبدأ باولي يعرض نوعا من التفاعل أو الضغط الذي يحافظ على الفرميونات منفصلة ومتحركة. لهذا السبب فإن ضغط غاز فيرمي ليس صفريا حتى في درجة حرارة الصفر، على العكس من الغاز المثالي الكلاسيكي، ويسمى هذا بالضغط المنحط الذي يحافظ على استقرار النجم النيوتروني (غاز فيرمي من النيوترونات) أو نجم قزم أبيض (غاز فيرمي من الالكترونات) ضد سحب الجاذبية إلى الداخل، والتي تسبب بانهيار النجم الظاهري إلى ثقب أسود. إلا إذا كان حجم النجم هائلا بما يكفي للتغلب على ضغط الانحطاط.
من الممكن معرفة درجة الحرارة فيرمي تحت مايمكن اعتباره غازا منحل (تقريبا يستمد الضغط حصريا مبدأ باولي). وتعتمد درجة الحرارة تلك على كتلة الفرميونات وكثافة طاقة المستويات. ففي المعادن تكون درجة حرارة فيرمي لغاز الإلكترون عدة آلاف كلفن، لذا تعتبر تلك منحلة في التطبيقات البشرية. ويطلق على الطاقة القصوى للفرميونات في درجة الصفر اسم طاقة فيرمي.