Αρχή αποκλεισμού Pauli, ισχυρισμός ότι κανένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα στην ίδια κατάσταση ή διαμόρφωση, που πρότεινε (1925) ο Αυστριακός φυσικός Wolfgang Pauli να εξηγήσει τα παρατηρούμενα πρότυπα εκπομπής φωτός από τα άτομα. Η αρχή αποκλεισμού στη συνέχεια γενικεύτηκε ώστε να περιλαμβάνει μια ολόκληρη κατηγορία σωματιδίων από τα οποία το ηλεκτρόνιο είναι μόνο ένα μέλος.
Τα υποατομικά σωματίδια εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες, με βάση τη στατιστική τους συμπεριφορά. Τα σωματίδια στα οποία εφαρμόζεται η αρχή αποκλεισμού Pauli ονομάζονται φερμιόνια. Εκείνοι που δεν τηρούν αυτήν την αρχή ονομάζονται μποζόνια. Όταν σε ένα κλειστό σύστημα, όπως ένα άτομο για ηλεκτρόνια ή έναν πυρήνα για πρωτόνια και νετρόνια, τα φερμιόνια κατανέμονται έτσι ώστε μια δεδομένη κατάσταση να καταλαμβάνεται από μία μόνο τη φορά.
Τα σωματίδια που συμμορφώνονται με την αρχή του αποκλεισμού έχουν χαρακτηριστική τιμή περιστροφής ή εγγενή γωνιακή ορμή. το γύρισμα τους είναι πάντα ένα περίεργο πολλαπλό αριθμό του μισού. Στη σύγχρονη άποψη των ατόμων, ο χώρος που περιβάλλει τον πυκνό πυρήνα μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από τροχιές ή περιοχές, καθεμία από τις οποίες περιλαμβάνει μόνο δύο ξεχωριστές καταστάσεις. Η αρχή αποκλεισμού Pauli υποδηλώνει ότι, εάν μία από αυτές τις καταστάσεις καταλαμβάνεται από ένα ηλεκτρόνιο περιστροφής μισό, το άλλο μπορεί να καταλαμβάνεται μόνο από ένα ηλεκτρόνιο αντίθετης περιστροφής ή αρνητικό περιστροφής μισό. Γεμίζεται ένα τροχιακό που καταλαμβάνεται από ένα ζεύγος ηλεκτρονίων αντίθετης περιστροφής: δεν μπορούν να εισέλθουν περισσότερα ηλεκτρόνια έως ότου ένα από τα ζεύγη εγκαταλείψει την τροχιά. Μια εναλλακτική έκδοση της αρχής αποκλεισμού όπως εφαρμόζεται στα ατομικά ηλεκτρόνια δηλώνει ότι κανένα δύο ηλεκτρόνια δεν μπορούν να έχουν τις ίδιες τιμές και των τεσσάρων κβαντικών αριθμών.
