L'infrastruttura di ricerca FERMI è un FEL a passo singolo che copre una gamma di lunghezze d'onda che si estende da 100 sino a 4 nm in prima armonica. FERMI utilizza un acceleratore lineare per generare un fascio di elettroni relativistici, che viene fatto propagare attraverso una lunga serie di ondulatori. Un laser convenzionale, sovrapposto al fascio di elettroni nel primo ondulatore (seeding), permette di generare emissione coerente, che viene amplificata in modo esponenziale durante la propogazione degli elettroni attraverso il campo magnetico degli ondulatori seguenti. FERMI è per molti aspetti unica tra le sorgenti FEL esistenti. Lo schema di seeding garantisce la generazione di impulsi altamente coerenti, sia trasversalmente che longitudinalmente; l'uso di ondulatori di tipo APPLE II permette poi di ottenere polarizzazione variabile, da completamente lineare orizzonatale e verticale a circolare in entrambe le direzioni.