A Compton-szórás

g -foton és elektron rugalmas ütközése (ez utóbbi kötési energiája elhanyagolható a foton energiájához képest)

    A klasszikus mechanikai modell (Nagy Lajos György - László Krisztina: Radiokémia és izotóptechnika, Mûegyetemi Kiadó, Budapest, 1997. 110. oldal) alapján az energia- és impulzusmegmaradásból megadható

- a szórt g -foton energiája

mivel a Compton-elektron v sebessége kicsi a fény sebességéhez képest, azaz  v/c << 1, levezethetõ (Nagy Lajos György - László Krisztina: Radiokémia és izotóptechnika, Mûegyetemi Kiadó, Budapest, 1997. 153-154. oldal), hogy a g-foton energiája

A J-szög 0-180° között változhat. A szórt foton energiája tehát folytonos eloszlású, legkisebb energiájú a J = 180°-kal szórt foton (visszaszórás). A legnagyobb energiaátadás a 180°-os visszaszórásnál van.
A Compton-szórás egy nagyon fontos tulajdonsága, hogy a szórt foton energiája és ezzel együtt az energiaátadás a foton kezdeti energiájának függvénye . A fotonenergia csökkenése tehát csökkenõ energiaátadást is jelent. A 0,01 MeV-os tartományban a Compton-szórás átmegy az ún. Thomson-féle klasszikus szórásba, amelynél a beesõ és szórt sugárzás energiája azonos, tehát csak irányváltozás van, energiaátadás (és az ezzel együtt járó elektronkilökés - ionizáció) nincs.
Például azonos, J= 90° szórási szögnél,

                                    ha        E_g = 10 keV,      E'_g = 9,8 keV,       DE = 0,2 keV,
                                    illetve    E_g = 10 MeV,    E'_g = 0,49 MeV,    DE = 9,51 MeV.

A g -foton hullámhossza és a szórási szög közötti összefüggés:

azaz a hullámhossz változása nem függ a foton kezdeti energiájától.
A szórt fotonok száma különbözõ irányokban:

A szórt sugárzás intenzitása adott J szórási szögben

ahol a = E/0,51, I₍₀₎ a 0°-ban (elõre) szórt foton intenzitása: