X射线或γ射线通过物质时,其散射线中有部分改变了原来的波长，波长的改变量与入射线的波长无关，只由散射角决定。这种现象称为康普顿效应。其机制是：当光子和静止电子碰撞时，光子将把一部分能量与动量给予电子，而光子与电子将沿不同方向运动。理论分析结果是入射与散射光子的波长差为 (2)
式中h是普朗克常数,me是静止的电子质量,с是真空中的光速,θ是光子散射角。的值为2.4262×10米，它是长度的基本原子单位，并称为康普顿波长。
不同能区的光子与分子、原子、电子、原子核发生相互作用时产生不同的效应。当入射光子的能量较低时(hv<0.5MeV)以产生光电效应为主;入射光子能量很高时(hv>10MeV)，光子可产生正、负电子对；入射光子的能量介于以上能区之间时，其能量的衰减主要取决于康普顿散射。
