Prinsip pengecualian Pauli adalah prinsip penting dalam fizik, terutamanya disebabkan tiga jenis zarah yang menjadi unsur bahan biasa iaitu elektron, proton, dan neutron yang bergantung kepadanya. Maka, semua zarah bahan memaparkan perlakuan mengisi ruang. Prinsip pengecualian Pauli menguatkan lagi perwatakan atau ciri bahan dari kestabilan bahan berskala besar hinggalah kepada kewujudan jadual berkala unsur.

Prinsip pengecualian Pauli mengikut takrifan pengoperasi momentum sudut (pengoperasi putaran) dalam mekanik kuantum. Penukaran zarah dalam sistem dua zarah seiras (iaitu bersamaan dengan putaran setiap zarah sama dengan 180 darjah) menghasilkan sama ada perubahan tanda fungsi gelombang sistem (apabila zarahn mempunyai spin separuh integer) atau tidak (apabila zarah mempunyai spin integer). Maka, dua zarah seiras bagi spin separuh integer tidak boleh berada di kedudukan kuantum yang sama - kerana fungsi gelomnang bagi sistem itu haruslah sama dengan lawannya - dan satu-satunya fungsi gelombang yang memenuhi syarat ini adalah fungsi gelombang yang kosong.

Zarah dengan fungsi gelombang anti simetri dipanggil fermion - dan mematuhi Prinsip pengecualian Pauli. Selain elektron, proton dan neutron, zarah ini termasuklah neutrino dan kuark (yang membentuk proton dan neutron), begitu juga beberapa atom seperti helium-3. Semua fermion mempunyai "spin separuh integer" iaitu mempunyai nilai momentum sudut iaitu ℏ = h / 2 π {\displaystyle \hbar =h/2\pi } (pemalar Planck dibahagikan 2π) didarabkan separuh integer (1/2, 3/2, 5/2, dll.). Dalam teori mekanik kuantum, fermion diperihalkan sebagai "keadaan anti simetri", yang diterangkan dengan terperinci dalam zarah seiras.

Zarah dengan spin integer mempunyai fungsi gelombang simetri dan dipanggil boson; berbeza dengan fermion, mereka boleh mengisi keadaan kuantum yang sama. Contoh boson ialah foton dan boson W dan Z.