Рівень Фермі знаходиться між валентною зоною і зоною провідності тому що при температурі абсолютного нуля всі електрони знаходяться в найнижчому енергетичному стані. Через відсутність достатньої енергії при 0 Кельвіна рівень Фермі можна розглядати як море ферміонів (або електронів), над яким немає електронів.

Поверхні Фермі важливі для характеристика та прогнозування теплових, електричних, магнітних і оптичних властивостей кристалічних металів і напівпровідників.

Рівень Фермі, міра енергії найменш міцно утримуваних електронів у твердому тілі, названий на честь Енріко Фермі, фізика, який вперше запропонував це. Це важливо в визначення електричних і теплових властивостей твердих тіл.

Коли це відбувається, енергія найвищого зайнятого рівня, енергія Фермі, лежить в межах енергетичного діапазону однієї або кількох зон. Для кожної частково заповненої смуги буде поверхня в k-просторі, що відокремлює зайняті рівні від незайнятих. Набір усіх таких поверхонь відомий як поверхня Фермі.

У фізиці конденсованого середовища поверхня Фермі є поверхня у зворотному просторі, яка відокремлює зайняті стани електронів від незайнятих при нульовій температурі. Форма поверхні Фермі випливає з періодичності та симетрії кристалічної решітки та заповнення електронних енергетичних зон.

Рівні енергії Фермі дозволяють нам (1) обчисліть густину електронів, (2) кількість дірок у матеріалі та (3) відносну частку дірок і густини по відношенню до температури.

Функція Фермі (FF) — одна з важливих функцій, що використовуються у фізиці ядер і твердого тіла; її також називають функцією Вудса-Саксона (або потенціалом) і інтерпретують як ймовірність заповнення енергетичних рівнів електронами при певній температурі при дотриманні умов термодинамічної рівноваги [1].