전자(電子)에 의해 산란된 X선의 파장이 장파장 쪽으로 변화하는 현상. 전자기장(電磁氣場)의 양자(量子)인 광자(光子 ; 포톤)가 진동수 (에너지는 에 플랑크상수 h를 곱한 값)로 정지해 있는 전자에 입사해, 각 만큼 벗어나 산란되어 진동수 ’ 가 된 경우, 특수 상대성이론에 의한 에너지와 운동량보존법칙을 적용하면 ’ 가 와 의 함수로서 주어지고 ’ 는 보다 작다,

진동수와 파장의 곱이 광속 c인 관계에 의해 파장이 에서 ’로 증대하면 그 변화량은 2sin(/2)가 된다.

여기서 를 전자의 콤프턴 파장이라고 부르며, 전자의 질량을 m이라고 할 때

=h/mc=0.024Å

이다. 

콤프턴 효과는 산란각이 클수록, 또한 진동수의 변화는 입사 에너지가 클수록 현저하게 나타난다.

이 효과는 1922년 A. H. 콤프턴이 물질에 의한 X선의 산란에서 발견하고, 물질 중의 전자에 의한 광자의 산란으로 이해했다.

콤프턴 효과는 빛의 입자성 (광양자가설) 대한 직접적인 실험적 근거를 제공했다.

광자의 에너지가 전자의 정지(靜止)에너지에 비해 충분히 작을 때의 산란을 톰슨 산란이라 부르는데, 산란의 정도(全斷面積)는 입사 에너지에 의존하지 않는다.

콤프턴 효과는 광자와 하전입자(荷電粒子) 사이의 상호작용에 의한 산란과정 이다.