Comptonov efekt je prijenos energije sa svjetlosti i drugih elektromagnetskih zračenja, kao što su x-zrake i gama-zrake, na stacionarne subatomske čestice kao što su elektroni. Ovaj vidljivi učinak daje vjerodostojnost teoriji da se svjetlost sastoji od čestica zvanih fotoni. Prenesena energija je mjerljiva i interakcija je u skladu sa zakonima održanja energije. To jest, kombinirana energija fotona i elektrona prije sudara jednaka je kombiniranoj energiji dviju čestica nakon sudara. Sekundarni i srodni rezultat sudara fotona i elektrona poznat je kao Comptonovo raspršenje, koje se promatra kao promjena smjera fotona nakon sudara, kao i promjena njihove valne duljine.
Početkom 20. stoljeća, poznati fizičar, Max Planck, teoretizirao je da se elektromagnetska energija, poput vidljive svjetlosti i drugih zračenja, sastoji od pojedinačnih paketa energije zvanih fotoni. Ti su paketi nadalje trebali biti bez mase, ali imati individualnu prirodu i, s vremena na vrijeme, ponašati se kao i dijeliti određena svojstva s drugim subatomskim česticama s vidljivim masama. Niz eksperimenata i proračuna rezultirao je prihvaćanjem ove teorije, a kada je 1923. fizičar Arthur Holly Compton primijetio i zabilježio Comptonov efekt – raspršenje elektrona zbog njihove apsorpcije energije iz fotona, Planckova teorija je dodatno ojačana.
Comptonov rad na fenomenu koji je postao poznat kao Comptonov efekt kasnije mu je donio Nobelovu nagradu za fiziku. Compton je primijetio da fotoni mogu prenijeti energiju subatomskim česticama kao što su elektroni, uzrokujući njihovo raspršivanje ili udaljavanje od njihovih izvornih položaja. Pod određenim uvjetima, to može uzrokovati da se elektroni odvoje od njihovih matičnih molekula, ioniziraju ih ili promijene njihov neto električni naboj iz neutralnog u pozitivan uklanjanjem negativno nabijenog elektrona.
Nadalje je primijetio da je foton nakon sudara pokazao povećanje valne duljine, što je izravna posljedica njegovog gubitka energije za elektron i povezano s kutom otklona u njegovoj promjeni smjera, što je poznato kao Comptonovo raspršenje. Ovaj odnos je definiran jednadžbom poznatom kao Comptonova formula. Uobičajena analogija koja se koristi za objašnjenje Comptonovog efekta je udaranje klastera stacionarnih biljarskih lopti pokretnom bijom loptom. Bijela kugla prenosi svoju energiju drugim kuglicama, koje se raspršuju dok se bijela giba u drugom smjeru smanjenom brzinom. Dok svjetlost ima konstantnu brzinu, smanjena brzina bijela je analogna nižem energetskom stanju fotona nakon sudara s elektronom, što se očituje njegovom dužom valnom duljinom, a ne smanjenom brzinom.