광전효과 현상을 설명하기 위해 1905년에 아인슈타인이 제창한 가설. 빛을 금속에 접촉시키면 광전효과 현상으로 전자가 튀어나오며 이 튀어나온 전자의 운동 에너지는 빛의 세기와 관계없이 빛의 파장만으로 그 최대치가 결정되며 빛의 파장이 짧을수록 전자의 에너지가 크다는 사실이 관측되었다. 이것은 전자파로서의 빛에너지를 전자가 연속적으로 흡수하는 것으로 생각되었던 당시의 이론으로는 이해할 수 없는 수수께끼였다. 아인슈타인은 에너지가 연속적인 값이 아니라 불연속적인 값을 가지고 존재 한다는 플랑크의 양자가설(1900)을 빛에 적용했다. 그래서 빛은 그 진동수에 비례하는 특정 에너지를 가진 에너지의 덩어리(에너지 원자)라 생각하면 쉽게 그 관측사실을 통일적으로 설명할 수 있음을 입증했다. 전자파로서의 빛과 광자로서의 빛이라는 두 대립된 측면은 뒤에 일반적으로 인정된 물질의 이중성(파동과 입자)의 최초의 발견이었다. 1923년 콤프턴에 의한 콤프턴 효과의 발견과 그 이론적 해명에 의해 이 가설의 타당성이 입증되고, 또한 광화학반응의 해명에 위력을 발휘했으며 특히 광자가 가지는 입자성은 빛의 파동성과 크게 대립되어 뒷날 양자역학 성립을 위한 본질적 계기를 이루었다.