量子统计热力学（quantum statistical thermodynamics），工学-化工-化学工程-化工热力学-统计热力学，将统计热力学理论和方法应用于量子系统的研究，微观动力学的描述采用量子力学理论。统计热力学的主要目标是从构成系统的微观粒子（电子、原子、分子）的相互作用及其运动行为出发，对系统的宏观性质提供理论描述。在统计热力学理论框架内，连接微观世界与宏观世界的方法是概率统计法。量子统计热力学基于多粒子系统微观动力学行为的量子力学描述，因此，在对微观状态引入统计分布之前，量子热力学描述本身就包含了统计概率的思想。自然界粒子分为玻色子和费米子。玻色子包括光子、胶子、介子等。费米子包括电子、质子、中子、夸克等。玻色子遵循“玻色-爱因斯坦统计”，费米子遵循“费米-狄拉克统计”。量子统计热力学就是研究玻色子和费米子的统计热力学性质的学科。玻色子和费米子关键的不同点在处理相同粒子和不同类型粒子的行为上。相同粒子的内在本质是相同的，例如所有的电子都有特定不变的性质：相同的质量、电荷和自旋。