1923年，美國華盛頓大學物理學家康普頓首先觀察到康普頓效應。這個效應反映出光不僅僅具有波動性，在某種情況下，它還會表現出粒子性。光束類似一串粒子流，而該粒子流的能量與光頻率成正比。康普頓因發現此效應而獲得1927年的諾貝爾物理學獎。
在引入光子概念之後，康普頓散射可以得到如下解釋：電子與光子發生彈性碰撞，電子獲得光子的一部分能量而反彈，失去部分能量的光子則從另一方向飛出，整個過程中總動量守恆，如果光子的剩餘能量足夠多的話，還會發生第二次甚至第三次彈性碰撞...
