对应到真正存在的能阶（比如绝缘体的费米能阶在能隙上），不过费米能阶仍是精确定义过的热力学物理量。费米能阶与费米能在定义上有所差异，费米能定义于绝对零度，费米能阶在任何温度皆有定义。
能带结构.在热力学平衡下，能量为"ϵ" 的态被电子占据的机率可以用费米-狄拉克分布表示：上式中，T是温度(单位:K)，k是波兹曼常数。f越接近1，表示该能量的态被电子佔据的概率越大，f越接近0，表示该能量的态被电子佔据的概率越小。如果态的能量刚好位于费米能阶(即ϵ=µ)，电子占据的机率刚好会