En gamma ray interaktion som gamma ray er fuldt absorberet af en bundet elektron. Hvis energien overføres overstiger den bindende energi til atomet, elektronen vil blive bortvist. Normalt skubbet elektronen vil blive erstattet i materialet og en karakteristisk X-ray vil blive udledt med en energi, der er afhængige af atomnummer af materialet. Den højeste sandsynlighed for denne effekt opstår ved lav gamma ray energi og i et materiale af høj atomnummer. Den fotoelektriske effekt er princippet bag den PEF logfil, der identificerer litologi.