費米子(fermion)：自旋為半整數的粒子。比如電子、質子、中子等以及其反粒子。它們符合泡利不相容原理，以及費米－狄拉克統計： 由全同費米子組成的孤立系統，處於熱平衡時，分佈在能級εi的粒子數為，Ni＝gi/（e^(α+βεi）+1） 。α為拉格朗日乘子、β＝1/（kT），有體系溫度，粒子密度和粒子質量決定。εi為能級i的能量，gi為能級的簡併度。 費米子，得名於義大利物理學家費米. 玻色子是依隨玻色-愛因斯坦統計，自旋為整數的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，在低溫時可以發生玻色-愛因斯坦凝聚。 玻色子包括：. 膠子 - 強相互作用的媒介粒子，自旋為1，有8種; 光子 - 電磁相互作用的媒介粒子，自旋為1，只有1種這些基本粒子在宇宙中的“用途”可以這樣表述：構成實物的粒子(輕子和重子)和傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)。在這樣的一個量子世界裡，所有的成員都有標定各自基本特性的四種量子屬性：質量、能量、磁矩和自旋。 這四種屬性當中，自旋的屬性是最重要的，它把不同將粒子王國分成截然不同的兩類，就好像這個世界上因為性別將人類分成了男人和女人一樣意義重大。粒子的自旋不像地球自轉那樣是連續的，而是是一跳一跳地旋轉著的。根據自旋倍數的不同，科學家把基本粒子分為玻色子和費米子兩大類。費米子是像電子一樣的粒子，有半整數自旋(如1/2，3/2，5/2等)；而玻色子是像光子一樣的粒子，有整數自旋(如0，1，2等)。 這種自旋差異使費米子和玻色子有完全不同的特性。沒有任何兩個費米子能有同樣的量子態：它們沒有相同的特性，也不能在同一時間處於同一地點；而玻色子卻能夠具有相同的特性。 基本粒子中所有的物質粒子都是費米子，是構成物質的原材料(如輕子中的電子、組成質子和中子的夸克、中微子)；而傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)都是玻色子。

自旋為半整數的微觀粒子，構成實物的電子、質子、中子都屬於費米子。與此對應的具有整數或零自旋的粒子稱為波色子，例如光子。