'''Potencjał chemiczny''' jest– [[pochodna|pochodnącząstkowącząstkowa]] [[energia wewnętrzna|energii wewnętrznej]] po liczbie cząstek, przy zachowanej objętości i [[entropia|entropii]] układu. Oznaczamy go przez μ. Może być również definiowany jako pochodna cząstkowa innej funkcji stanu: [[entalpia|entalpii]], [[energia swobodna|energii swobodnej]] czy [[entalpia swobodna|entalpii swobodnej]] po ilościliczbie cząstek, przy czym pochodna jest obliczona przy zachowanych innych parametrach: ciśnieniu czy też temperaturze.
W [[temperatura|temperaturze]] bliskiej zeru potencjał chemiczny dla [[fermion|fermionów]] utożsamiamy z tzw. [[Potencjał chemiczny|energią Fermiego]]. Jest to energia graniczna; stany o energii niższej są zajęte przez fermiony (np. [[elektron|elektrony]]), stany o energii wyższej są wolne.
