粒子全同性概念与粒子态的量子化有本质上的联系。如果没有态的量子化，就谈不上全同性。经典物理学中 ，由于粒子的性质（质量、大小、形状等）可连续变化，谈不上两个粒子真正全同。[1] 全同粒子
全同粒子组成的多体系的哈密顿量，对于任何两个粒子交换是对称（不变）的。实验表明，全同粒子体系状态的交换对称性，取决于粒子的自旋。量子力学中这种全同性导致全同多粒子体系波函数对于粒子交换的对称性 。对于自旋是ħ整数倍（包含0）的粒子，如π介子（自旋为0）和光子（自旋为ħ），波函数对于任何两个全同粒子交换是对称的（不改变正负号），称为玻色子。对于自旋是ħ的半奇数倍的粒子，如电子、质子和中子（自旋为ħ/2），波函数对于任何两个全同粒子交换是反对称的（改变正负号），称为费米子。[1] [2]
粒子全同性不应认为只是一个抽象概念，它是可观测量。全同费米子体系必须遵守泡利不相容原理，它是理解化学元素周期律（原子中的电子壳结构）的关键。量子力学出现后，在全同性原理的基础上从理论上证明了这一原理。泡利原理是原子、分子以及原子核结构的理论基础之一。而全同玻色子体系则允许任意多个粒子处于同一量子态，在适当条件下则可能出现玻色-爱因斯坦凝聚现象。[1] [2]
全同粒子的存在是客观物质世界的一项基本实验事实，也是被物理学界所普遍接受的一项基本理论信念。仍以电子的电荷为例，虽然实验测量受到精确度的限制，而且各次测量结果在最后几位有效数字上有出入，但是当前绝大多数物理学家仍一致相信，所有电子（包括未被测量过的电子）的电荷值应该完全相同，没有丝毫差别。任何物理理论，尤其是量子理论，都是在这种信念的基础上建立起来的。[2]
一个由若干个全同粒子组成的物理体系，其运动状态的全部性质原则上应该可以由外部的“观测者”（例如其他基本粒子）通过同这个体系的相互作用而一一查明。假如交换体系中任意两个粒子（第i个和第j个）的运动状况，因为实行交换的粒子是全同的，外界“观测者”的观测结果显然不会受到任何影响，所以必须认为粒子i和j实行交换后体系仍处于同一运动状态。这个观点以及下面说的波函数具有交换对称性或反对称性通常称为全同性原理。如以Ψ表示交换前描述体系状态的波函数。pijΨ 表示交换后体系的波函数，Ψ和pijΨ 既然描述同一状态，它们最多相差一个常数因子。由于接连交换两次波函数必须还原，这个常数因子只能是±1。当pijΨ=+Ψ，就称体系状态为交换对称的；当pijΨ=－Ψ，则称为交换反对称的。[2] [3]