Der umgekehrte Vorgang der Röntgenerzeugung wird als photoelektrischer Effekt bezeichnet. Beim photoelektrischen Effekt interagiert ein einfallendes Photon mit einem Elektron in einem Atom, überträgt seine Energie auf das Elektron und bewirkt, dass das Elektron aus dem Atom herausgeschleudert wird. Die für diesen Prozess erforderliche Mindestenergie wird als Ionisierungsenergie des Atoms bezeichnet. Die kinetische Energie des ausgestoßenen Elektrons ist gleich der Differenz zwischen der Energie des einfallenden Photons und der Ionisierungsenergie des Atoms.