1923年，美国华盛顿大学物理学家康普顿首先观察到康普顿效应。这个效应反映出光不仅仅具有波动性，在某种情况下，它还会表现出粒子性。光束类似一串粒子流，而该粒子流的能量与光频率成正比。康普顿因发现此效应而获得1927年的诺贝尔物理学奖。
在引入光子概念之后，康普顿散射可以得到如下解释：电子与光子发生弹性碰撞，电子获得光子的一部分能量而反弹，失去部分能量的光子则从另一方向飞出，整个过程中总动量守恒，如果光子的剩余能量足够多的话，还会发生第二次甚至第三次弹性碰撞...
