In seiner zuerst beobachteten und einfachsten Form gilt, dass in einem Atom keine zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen, die zu seiner Zustandsbeschreibung im Atommodell notwendig sind, übereinstimmen dürfen. Die relevanten Quantenzahlen im Atom sind dabei die Schale des Elektrons (Hauptquantenzahl), der Spin der Elektronen (Spinquantenzahl) sowie die Drehimpulsquantenzahl und die magnetische Quantenzahl.

Es besagt allgemein, dass keine zwei Fermionen (Elementarteilchen mit halbzahligem Spin) in allen ihren Quantenzahlen (d. h. zur Beschreibung ihres Zustands notwendigen Zahlenwerten) übereinstimmen dürfen. Wenn man ein physikalisches System sehr vieler Fermionen betrachtet (etwa alle Elektronen in einem Metall), wendet man in der Quantenstatistik die Fermi-Dirac-Statistik an.