Maddenin belirli enerji düzeyindeki elektromanyetik ışınım etkisiyle elektron yayması olayı. Katılar ancak üzerlerine düşen ışığın dalga boyu belli bir değerden (fotoelektrik eşik) azsa elektron yayarlar. Çoğu katılar elektromanyetik tayfın boşluk ile morötesi ışınım bölgesi arasındaki dalga boyu değerleri için elektron yayarken, bazı metaller (örneğin, sodyum, potasyum, sezyum ve rubidyum), görünür ışık ve morötesi ışınıma yakın bölgelerdeki dalga boyları için elektron yayarlar. Fotoelektrik olay fotonlarla açıklanır. Her foton bir elektron salar. Elektronların maksimum kinetik enerjisi (E), Einstein’ın fotoelektrik denklemiyle verilir (E = hv – ?).
Bu denklemde yer alan h Planck sabiti, v ışınım frekansı ve ? de yüzey “iş fonksiyonu” adı verilen bir enerji değeridir. Bu maksimum enerjili elektronlar, bağlanma enerjisi en zayıf olan elektronlardır. Daha kuvvetli olarak bağlanmış elektronlar daha küçük enerjilerle yayılırlar. Gazlar ve sıvılar da ışık etkisiyle elektron yayabilirler. Gazlarda her atom ya da molekül bir elektron verir ve bu durumda Einstein’ın fotoelektrik denklemindeki iş fonksiyonu yerine iyonlaşma potansiyeli alınır.