Фе́рми-газ, газ из частиц с полуцелым спином, подчиняющихся статистике Ферми – Дирака. Ферми-газ из невзаимодействующих частиц называется идеальным, а в отсутствие внешних полей – свободным. К ферми-газам относятся: электроны в металлах и полупроводниках; газы из атомов с нечётным числом нуклонов (например, $^3Не$); нуклоны в тяжёлых, сильно возбуждённых ядрах, описываемые в рамках статистической модели ядра; элементарные возбуждения электронов, взаимодействующих с фононами кристаллической решётки, и др.

При температуре $Т=0 К$ идеальный ферми-газ находится в основном состоянии; его частицы заполняют все уровни энергии вплоть до зависящей от плотности ферми-энергии $ℰ_F$, а все уровни выше $ℰ_F$ свободны. Ферми-энергии $ℰ_F$ соответствует температура вырождения $T_0=ℰ_F/k$ ($k$ – постоянная Больцмана), ниже которой у ферми-газа начинают существенно проявляться квантовые свойства.

Ферми-газ заряженных частиц, например электронов, между которыми действуют кулоновские силы отталкивания, с увеличением плотности становится всё более идеальным, т. к. при этом их кинетическая энергия растёт быстрее, чем кулоновская.

Неидеальные ферми-газы, кроме элементарных возбуждений фермиевского типа, могут иметь возбуждения бозевского типа, которым соответствуют согласованные, коллективные движения частиц, например звуковые или плазменные колебания.