光电效应是指物质吸收光子（photon）并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子（electron），发射出来的电子叫做光电子（photoelectron）。当光子把光电子弹出时,光子本身已经没有能量了。由公式所推:hv-Ø= E_kmax,。光的波长需小于某一临界值（相等于光的频率高于某一临界值）时方能发射电子，其临界值即为极限频率和极限波长，频率满足Ø= hv₀ 。

临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而非光的强度，这一点无法用光的波动性解释。根据光的波动理论，光的能量仅与光强有关。还有一点与光的波动性相矛盾，即光电效应的暂态性，按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累住足够的能量，飞出金属表面。

可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是暂态的，不超过10^-9秒。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。

光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现，对发展量子理论及波粒二象性起了根本性的作用。菲力浦·莱纳德用实验发现了光电效应的重要规律。爱因斯坦则提出正确的机制。

方程

在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下方程：

光子能量= 移出一个电子所需的能量+ 被发射的电子的动能

代数形式：hv-Ø= E_kmax

其中

h：普朗克常数，

Ø：功函数，从原子键结中移出一个电子所需的最小能量，

E_kmax=1/2mv²_m：被射出的电子的最大动能，

v _0：是光电效应发生的阈值频率，

m：是被发射电子的静止品质，

v_m ：是被发射电子的速度，

注：如果光子的能量（hv）不大于功函数（  Ø），就不会有电子射出。功函数有时又以W标记。这个方程与观察不符时（即没有射出电子或电子动能小于预期），可能是因为某些能量以热能或辐射的形式散失了。