由于费米面与能带结构和填充态的情况有关，所以它形象地描述了金属的电子结构。在实验中测量到的费米面能计算各种能带以及金属的输运系数、光学性质等，这些都是与费米面的形状有关的。
理论.金属中的自由电子满足泡利不相容原理，其在单粒子能级上分布几率遵循费米统计分布formula_3其中，Ef表示费米能级，formula_4表示玻尔兹曼常数，T表示温度。当T=0K时，f(E)= 1。表示在绝对零度下，电子将占据E≤Ef的全部能级，而大于Ef的能级将全部空着，自由电子的能量表示为E（