Comptonin vaikutus on energian siirto valosta ja muusta sähkömagneettisesta säteilystä, kuten röntgen- ja gammasäteistä, kiinteisiin subatomisiin hiukkasiin, kuten elektroneihin. Tämä havaittava vaikutus antaa uskottavuuden teorialle, jonka mukaan valo koostuu hiukkasista, joita kutsutaan fotoneiksi. Siirretty energia on mitattavissa ja vuorovaikutus on energian säilymislakien mukainen. Toisin sanoen fotonin ja elektronin yhdistetty energia ennen törmäystä on yhtä suuri kuin kahden hiukkasen yhteinen energia törmäyksen jälkeen. Toissijainen ja siihen liittyvä seuraus fotonien ja elektronien törmäyksestä tunnetaan Comptonin hajonnana, joka havaitaan muutoksena fotonien suunnassa törmäyksen jälkeen sekä niiden aallonpituuden muutoksena.
20 -luvun alussa fyysikko Max Planck väitti, että sähkömagneettinen energia, kuten näkyvä valo ja muu säteily, koostui yksittäisistä energiapaketeista, joita kutsutaan fotoneiksi. Näiden pakettien piti lisäksi olla ilman massaa, mutta niillä oli oltava yksilöllinen luonne ja toisinaan käyttäytyä samalla tavalla ja jakaa tiettyjä ominaisuuksia muiden subatomisiden hiukkasten kanssa, joilla on havaittavissa olevat massat. Sarja kokeita ja laskelmia johti tämän teorian hyväksymiseen, ja kun fyysikko Arthur Holly Compton havaitsi ja tallensi Comptonin vaikutuksen – elektronien hajonnan johtuen niiden absorboimisesta fotoneista – vuonna 1923, Planckin teoria vahvistui entisestään.
Comptonin työ ilmiön puolesta, joka tuli tunnetuksi Comptonin tehtävänä, ansaitsi hänelle myöhemmin fysiikan Nobel -palkinnon. Compton havaitsi, että fotonit voivat antaa energiaa subatomisille hiukkasille, kuten elektroneille, aiheuttaen niiden hajaantumisen tai siirtymisen pois alkuperäisistä paikoistaan. Tietyissä olosuhteissa tämä voi aiheuttaa elektronien erottumisen emomolekyyleistään, ionisoimalla ne tai muuttamalla niiden sähköisen varauksen neutraalista positiiviseksi poistamalla negatiivisesti varautuneen elektronin.
Lisäksi hän havaitsi, että törmäyksen jälkeen fotonilla oli aallonpituuden nousu, mikä johtui suoraan sen energian menetyksestä elektronille ja joka liittyi taipumakulmaan sen suunnanmuutoksessa, joka tunnetaan nimellä Compton -sironta. Tämä suhde määritellään yhtälönä, joka tunnetaan nimellä Compton -kaava. Yleinen vertauskuva, jota käytetään selittämään Comptonin vaikutusta, on liikkumattomien pallopallojen paikallaan olevien biljardipallojen isku. Cue -pallo antaa energiaa muille palloille, jos ne hajaantuvat, kun pallo liikkuu toiseen suuntaan hitaalla nopeudella. Vaikka valolla on vakionopeus, lyöntipallon alennettu nopeus on analoginen fotonin alemman energiatilan kanssa törmäyksen jälkeen elektroniin, mikä näkyy sen pidemmällä aallonpituudella pikemminkin kuin alennetulla nopeudella.