Fermiony (ang. fermion, od nazwiska włoskiego fizyka Enrica Fermiego) – cząstki posiadające niecałkowity spin wyrażony w jednostkach (gdzie h to stała Plancka). Możliwymi wartościami niecałkowitymi spinu są nieparzyste wielokrotności Dla danej wartości spinu możliwymi wartościami rzutu spinu na dowolny kierunek są:
Na mocy twierdzenia o związku spinu ze statystyką konsekwencją posiadania niecałkowitego spinu jest to, że fermiony podlegają statystyce Fermiego-Diraca, w tym regule Pauliego.
Każda cząstka jest bozonem lub fermionem, zależnie od posiadanego spinu – twierdzenie statystyki spinowej narzuca wynikającą z niego statystykę kwantową, która odróżnia fermiony od bozonów.
Zgodnie z modelem standardowym fermiony są cząstkami elementarnymi „materii”, natomiast bozony przenoszą oddziaływania. W modelu standardowym oprócz fermionów złożonych (bariony) występują 2 typy cząstek elementarnych, które są fermionami: kwarki i leptony.
Uproszczone rozumowanie pozwalające uzyskać podział cząstek na bozony i fermiony wygląda następująco. Występowanie spinu jest związane z operacją zamiany cząstek. Załóżmy, że mamy dany stan dwucząstkowy Zadziałajmy na niego operatorem zamiany cząstek:
Podwójna zamiana cząstek daje nam stan początkowy, skąd otrzymujemy równanie: