סטטיסטיקות פרמי-דיראק, במכניקת הקוונטים, אחת משתי דרכים אפשריות בהן ניתן לחלק מערכת של חלקיקים בלתי ניתנים להבחנה בין קבוצה של מצבי אנרגיה: כל אחד מהמצבים הבודדים הזמינים ניתן לכבוש על ידי חלקיק אחד בלבד. בלעדיות זו אחראית למבנה האלקטרונים של אטומים, בהם האלקטרונים נשארים במצבים נפרדים ולא מתמוטטים למצב משותף, ועל כמה היבטים של מוליכות חשמלית. התיאוריה של התנהגות סטטיסטית זו פותחה (1926–27) על ידי הפיזיקאים אנריקו פרמי ו- PAM דיראק, שהכירו כי ניתן להפיץ בצורה זו אוסף של חלקיקים זהים ובלתי ניתנים להבחנה בין סדרה של מצבים בדידים (כמותיים).
בניגוד לסטטיסטיקה של בוס-איינשטיין, הסטטיסטיקה של פרמי-דיראק חלה רק על אותם סוגים של חלקיקים הצייתים להגבלה המכונה עקרון ההדרה של פאולי. לחלקיקים כאלה יש ערכים של מספר שלם של ספין והם נקראים פרמיונים, על שם הסטטיסטיקה המתארת נכון את התנהגותם. נתונים סטטיסטיים של פרמי-דיראק חלים, למשל, על אלקטרונים, פרוטונים ונויטרונים.
