当光子与物质原子中的束缚电子相互作用时，光子把全部能量转移给一个束缚电子，使之脱离轨道，发射出去，而光子本身消失，这一过程称为光电效应。光电效应发射出去的电子叫光电子。发生光电效应的必要条件是光子能量大于电子结合能。
遵照能量守恒定律，光子部分能量消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能（电子在原子中的结合能），其余能量作为光电子的动能。自由电子不能吸收光子能量成为光电子，这是因为在光电过程中，除光子和光电子外，还必须有第叁者-原子核参加，才能满足动量守恒，所以光电效应只能发生在原子的内层轨道电子上，电子在原子中束缚越紧，发生光电效应几率越大，大约80%的光电子吸收发生在紧靠核的k层电子上。
