El efecto Compton es la transferencia de energía de la luz y otras radiaciones electromagnéticas, como los rayos X y los rayos gamma, a partículas subatómicas estacionarias como los electrones. Este efecto observable da crédito a la teoría de que la luz está formada por partículas llamadas fotones. La energía transferida es medible y la interacción se ajusta a las leyes de conservación de la energía. Es decir, la energía combinada del fotón y el electrón antes de la colisión es igual a la energía combinada de las dos partículas después de la colisión. Un resultado secundario y relacionado de la colisión de fotones y electrones se conoce como dispersión de Compton, que se observa como un cambio en la dirección de los fotones después de la colisión, así como un cambio en su longitud de onda.
A principios del siglo XX, el destacado físico Max Planck teorizó que la energía electromagnética, como la luz visible y otras radiaciones, estaba compuesta por paquetes individuales de energía llamados fotones. Además, se suponía que estos paquetes no tenían masa, pero tenían una naturaleza individual y, a veces, se comportaban y compartían ciertas propiedades con otras partículas subatómicas con masas observables. Una serie de experimentos y cálculos dieron como resultado la aceptación de esta teoría, y cuando el efecto Compton (la dispersión de electrones debido a su absorción de energía de los fotones) fue observado y registrado por el físico Arthur Holly Compton en 20, la teoría de Planck se fortaleció aún más.
El trabajo de Compton sobre el fenómeno que se conoció como efecto Compton le valió más tarde el Premio Nobel de Física. Compton observó que los fotones podrían impartir energía a partículas subatómicas como los electrones, haciendo que se dispersen o se alejen de sus posiciones originales. En determinadas condiciones, esto puede hacer que los electrones se separen de sus moléculas madre, ionizándolos o cambiando su carga eléctrica neta de neutral a positiva al eliminar el electrón cargado negativamente.
Además, observó que después de la colisión, el fotón exhibió un aumento en la longitud de onda, un resultado directo de su pérdida de energía al electrón y relacionado con el ángulo de deflexión en su cambio de dirección, que se conoce como dispersión de Compton. Esta relación se define mediante una ecuación conocida como fórmula de Compton. Una analogía común utilizada para ayudar a explicar el efecto Compton es el golpe de un grupo de bolas de billar estacionarias con una bola blanca en movimiento. La bola blanca imparte algo de su energía a las otras bolas, que se dispersan cuando la bola blanca se mueve en otra dirección a una velocidad reducida. Si bien la luz tiene una velocidad constante, la velocidad reducida de la bola blanca es análoga al estado de menor energía del fotón después de chocar con un electrón, que se exhibe por su longitud de onda más larga en lugar de su velocidad reducida.