Mekanika klasik
Ketika mekanika kuantum dan mekanika klasik tidak dapat digunakan, seperti pada tingkat kuantum dengan banyak derajat kebebasan, maka digunakan teori medan kuantum ("Quantum field theory", QFT). QFT berperan dalam jarak pendek dan kecepatan tinggi dengan banyak derajat kebebasan serta kemungkinan perubahan pada jumlah partikel selagi interaksi. Untuk menghitung derajat kebebasan banyak pada skala makroskopik, mekanika statistika menjadi penting. Mekanika statistika menjelaskan perilaku objek dalam jumlah besar (namun bisa dihitung) dan interaksinya sebagai kesatuan pada tingkat makroskopik. Mekanika statistika utamanya digunakan pada termodinamika untuk sistem yang terletak diluar batasan asumsi termodinamika klasik. Pada kasus untuk objek dengan kecepatan tinggi mendekati laju cahaya, mekanika klasik dilengkapi dengan relativitas khusus. Relativitas umum menggabungkan relativitas khusus dengan hukum gravitasi universal Newton, memungkinkan fisikawan untuk memegang gravitasi lebih dalam lagi.
Fermion
Dalam fisika partikel, fermion adalah partikel yang mengikuti statistika Fermi–Dirac. Nama "fermion" diambil dari nama Enrico Fermi, dan merupakan partikel yang membentuk status kuantum komposit yang benar-benar antisimetrik. Hasilnya, fermion bersifat sesuai dengan prinsip eksklusi Pauli dan juga sesuai dengan statistik Fermi-Dirac. Teori spin-statistik menyatakan bahwa fermion mempunyai spin yang berupa separuh-bilangan bulat. Salah satu cara untuk menggambarkan spin ini ialah bahwa partikel dengan spin 1/2, seperti fermion, harus diputar oleh dua rotasi penuh untuk mengembalikan mereka ke keadaan semula.