Інверсія населенностей у фізиці, стан речовини, при якій вищі рівні енергії складових його часток (атомів, молекул і т. п.) більше «населені» частками, чим ніжніє (див. Населеність рівня ). У звичайних умовах (при тепловій рівновазі) має місце зворотне співвідношення: на верхніх рівнях знаходиться менше часток, чим на ніжніх (див. Больцмана статистика ).