如果一个物理系统系由大量相同的粒子所组成，则探讨该系统最有效而且最便捷的方法便是统计力学。在量子统计力学里，相同的粒子彼此之间是不可分辨的。对于费米子其所遵守约为Fermi-Dirac统计法：出现于能量为E的状态的费米子个数为 式中EF是费米能量，亦即在绝对零度时系统中的费米子按能阶的高低排列时所能具有的最高能量；而k是波兹曼常数，k=1.38l×10-23焦耳／绝对温度；T是系统的温度以绝对温度为单位。对于玻色子其所遵守的为Bose-Einstein统计法：出现在能量为E的状态的玻色子个数为： 式中，μ是化学势能，为系统中玻色子总个数的函数。（参见quantum statistics)。而整个系统的各种可能的能量状态，则是由量子力学来决定。