ระดับพลังงานแฟร์มี (อังกฤษ: Fermi level) คือระดับพลังงานศักย์ของอิเล็กตรอนภายในของแข็งแบบผลึกในสมมุติฐานทางทฤษฎี การที่อิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานนี้จะหมายความว่า อิเล็กตรอนนั้นมีพลังงานศักย์เป็น ϵ {\displaystyle \epsilon } ซึ่งมีค่าเท่ากับพลังงานศักย์เคมี μ {\displaystyle \mu } ค่าทั้งสองนี้อยู่ในฟังก์ชันการกระจายตัวของแฟร์มี-ดิแรก (Fermi-Dirac distribution function)[1]ซึ่งสามารถคำนวณความน่าจะเป็นที่อิเล็กตรอนซึ่งมีพลังงาน ϵ {\displaystyle \epsilon } สามารถครอบครองสถานะควอนตัมของอนุภาคเดี่ยวหนึ่งๆ ภายในของแข็งดังกล่าวนั้น T หมายถึง อุณหภูมิสัมบูรณ์ และ k คือค่าคงตัวของโบลทซ์มานน์