Уровень Ферми, как мы убедились, играет важную роль в теории полупроводников, а значит, и полупроводниковых приборов. Поэтому имеет смысл уточнить это понятие. Уровень Ферми выше считался известным, с его помощью вычислялись концентрации свободных носителей. На самом же деле уровень Ферми является функцией этих концентраций, а концентрации предварительно оцениваются из тех или иных соображений. Величина определяется теми интегралами, из которых получены выражения.

Величину %, определяемую интегральным уравнением, в статистической физике называют химическим потенциалом. Физический смысл этой величины состоит в следующем. Химический потенциал является однозначной функцией концентрации соответствующих частиц. Поэтому наличие разности химических потенциалов означает наличие разности концентраций, а разность концентраций, естественно, вызывает перемещение - диффузию частиц в направлении от большей концентрации к меньшей.

Таким образом, химический потенциал характеризует возможность диффузии свободных частиц (заряженных или незаряженных),, подобно тому как электрический потенциал характеризует возможность дрейфа свободных частиц (если они являются носителями заряда). Учитывая приведенные выражения для приходим к выводу, что потенциал Ферми, отсчитанный от границы той или иной зоны (т. е. без учета потенциальной энергии), есть химический потенциал соответствующих носителей.

В общем же виде потенциал. Отсюда следует еще одно название величины электрохимический потенциал. Градиент потенциала Ферми, будучи суммой градиентов электрического и химического потенциалов, позволяет одновременно характеризовать оба типа движения носителей - диффузию и дрейф. Постоянство ("горизонтальность") уровня Ферми в равновесной системе является одним из фундаментальных соотношений теории твердого тела.