Nivel de Fermi, medida de la energía de los electrones menos apretados dentro de un sólido, llamado así por Enrico Fermi, el físico que lo propuso por primera vez. Es importante para determinar las propiedades eléctricas y térmicas de los sólidos. El valor del nivel de Fermi en el cero absoluto (-273,15 °C) se denomina energía de Fermi y es una constante para cada sólido. El nivel de Fermi cambia cuando el sólido se calienta y cuando se añaden o retiran electrones del mismo. Cada una de las muchas energías distintas con las que puede mantenerse un electrón dentro de un sólido se denomina nivel de energía. Según las leyes de la mecánica cuántica, cada nivel de energía sólo puede albergar un número limitado de electrones. El nivel de Fermi es cualquier nivel de energía que tiene la probabilidad de estar exactamente medio lleno de electrones. Los niveles de energía inferiores al nivel de Fermi tienden a estar completamente llenos de electrones, mientras que los niveles de energía superiores al de Fermi tienden a estar vacíos.
Cuando se ponen en contacto materiales con diferentes niveles de Fermi individuales, algunos electrones fluyen desde el material con el nivel de Fermi más alto hacia el otro material. Esta transferencia de electrones eleva el nivel de Fermi más bajo y baja el nivel de Fermi más alto. Cuando la transferencia se completa, los niveles de Fermi de los dos materiales son iguales. Este comportamiento es importante en los dispositivos electrónicos que yuxtaponen materiales diferentes.