นิยามของเฟอร์มิออนที่แท้จริงคืออนุภาคที่กระจายตัวแบบแฟร์มี-ดิแรก แต่เฟอร์มิออนที่รู้จักในปัจจุบันจะมีเลขสปินเป็นจำนวนครึ่งเท่า กล่าวคือเมื่อสลับสปินของเฟอร์มิออน ฟังก์ชันคลื่นของเฟอร์มิออนจะกลับเครื่องหมายด้วย[1] พฤติกรรมฟังก์ชันคลื่นแบบปฏิสมมาตรนี้ทำให้เฟอร์มิออนเป็นไปตามกฎการกีดกันของเพาลี กล่าวคือ เฟอร์มิออนสองตัวจะมีสถานะเชิงควอนตัมเดียวกันในเวลาเดียวกันไม่ได้ ทำให้เฟอร์มิออนมีลักษณะแข็งเกร็ง และคงทน ด้วยคุณสมบัติดังกล่าว เฟอร์มิออนจึงเป็นองค์ประกอบสำคัญของสสาร เพราะทำให้อะตอมอยู่ตัวและมีความแตกต่างจากอะตอมอื่น และกฎการกีดกันของเพาลีก็ยังเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดค่ามอดูลัสของยังซึ่งแสดงความยืดหยุ่นของสสารนั้นๆ