Suatu model inti biasanya hanya bisa menjelaskan suatu fenomena, tetapi seringkali belum bisa menjelaskan fenomena yang lain. Sebagai contoh, model tetes cairan bisa menjelaskan kestabilan inti, tetapi tidak bisa menjelaskan munculnya suku koreksi asimetri pada SEMF.
Dalam model gas Fermi, suatu nukleon diperlakukan sebagai suatu partikel atau fermion dalam gas fermion yang menempati ruang sebesar volume inti. Suatu fermion dianggap tidak berinteraksi satu sama lain, atau berinteraksi dengan gaya yang sangat lemah. Posisi suatu fermion diberikan oleh 6 koordinat, yaitu 3 koordinat ruang (x, y, dan z) dan 3 koordinat momentum (px, py, dan pz).
Maka Volumenya adalah: = dx dy dz dpx dpy dpz Energi suatu nukleon dipengaruhi oleh koordinat momentumnya dan tidak dipengaruhi koordinat ruangnya. Maka: = V dpx dpy dpz Biasanya akan lebih mudah menyatakan koordinat momentum dalam koordinat bola, yaitu, sebuah bola radius p maka : = Yang mana
Maka volume bola dalam inti:. Mengacu pada ketidakpastian Heisenberg: Maka jumlah elektron dalam inti:
Dalam ruang spin ½ terdapat dua keadaan yang mungkin terjadi, spin up & spin down maka jumlah N menjadi:. Dalam cara pandang isospin tiap keadaan energi dapat terisi 4 nukleon yaitu proton spin up & proton spin down, neutron spin up & neutron spin down, maka:..... (1)
Jika seluruh A nukleon ditempatkan pada keadaan energi yang ada, maka energi tertingginya dikenal sebagai Energi Fermi (Ef) dengan nilai momentum tertingginya adalah Momentum Fermi (Pf). Menggunakan persamaan dengan N=A. Maka didapatkan nilai momentum Fermi: …… (2)
Dengan menggunakan hubungan, maka Energi Ferminya: …… (3) Jumlah nukleon yang memiliki energi E sampai E + dE yaitu:
Maka didapat rapat nukleon g (E): Dan Jumlah Energi Kinetik semua nukleon yaitu: