A foton teljes energiáját átadja az atom elektronrendszerének. A foton elnyelõdik (abszorbeálódik), a gerjesztett atom egy kötött elektronja pedig a kötési, ill. ionizációs energiát meghaladó gerjesztési energiarészt mint kinetikus energiát magával viszi. A fotoeffektus következménye tehát a sugárzás intenzitásának csökkenése mellett az ún. fotoelektronok és a gerjesztett állapotú atomok létrejötte.
A fotoeffektus eredményeként a foton megszûnik és az elnyelt foton energiájától függõ energiájú elektron létrehozása mellett visszamarad a gerjesztett atom. A legbelsõ elektronhéjon keletkezett betöltetlen hely az elektronrendszer átrendezõdése útján betöltõdik. Ezen stabilizációs folyamat eredménye karakterisztikus X-sugárzás, illetve Auger-elektron-sugárzás keletkezése. (A nukleáris technikában méréstechnikai okok miatt csak az X-sugárzást vesszük figyelembe.)
A fotoeffektus sémája:
,ahol A a kölcsönhatásban
résztvevõ atom szimbóluma, A*+ a
belsõleg ionizált atom, A+, A2+
"klasszikus" ionok, ef
a fotoelektron, Xk
a karakterisztikus röntgensugárzás,
e–A az Auger-elektron.
A fotoeffektus végbemeneteli valószínûsége