费米子可以是基本粒子,例如电子,或者是复合粒子,例如质子、中子。根据相对论性量子场论的自旋统计定理,自旋为整数的粒子是玻色子,自旋为半整数的粒子是费米子。除了这自旋性质以外,费米子的重子数与轻子数守恒。因此,时常被引述的“自旋统计关系”实际是一种“自旋统计量子数关系”。
根据费米-狄拉克统计,对于N个全同费米子,假设将其中任意两个费米子交换,则由于描述这量子系统的波函数具有反对称性,波函数的正负号会改变。由于这特性,费米子遵守包利不相容原理:两个全同费米子不能占有同样的量子态。因此,物质具有有限体积与硬度。费米子被称为物质的组成成分。质子、中子、电子是制成日常物质的关键元素。