Fermi-Diracova statistika je v kvantni mehaniki eden od dveh možnih načinov, po katerem lahko sistem neločljivih delcev porazdelimo med množico energijskih stanj: vsako razpoložljivo diskretno stanje lahko zasede samo en delček. Ta ekskluzivnost predstavlja elektronsko strukturo atomov, v kateri elektroni ostanejo v ločenih stanjih, namesto da bi propadli v skupno stanje, in nekatere vidike električne prevodnosti. Teorijo tega statističnega vedenja sta (1926–27) razvila fizika Enrico Fermi in PAM Dirac, ki sta spoznala, da je mogoče na tak način porazdeliti zbirko enakih in neločljivih delcev med vrsto diskretnih (kvantiziranih) stanj.
V nasprotju s statistiko Bose-Einsteina statistika Fermi-Dirac velja samo za tiste vrste delcev, ki upoštevajo omejitev, znano kot načelo izključitve Pauli. Takšni delci imajo polovične vrednosti vrtenja in so po statističnih podatkih, ki pravilno opisujejo njihovo vedenje, poimenovani fermioni. Statistika Fermi-Dirac velja na primer za elektrone, protone in nevtrone.
