En gamma ray interaktion där gamma ray helt absorberas av en bunden elektron. Om energin som överförs överstiger den bindande energin att atomen, elektronen matas ut. Normalt utkastade elektronen ersätts inom material och en karakteristisk X-ray kommer släppas med en energi som är beroende av atomnummer av materialet. Den högsta sannolikheten för effekten uppstår vid låga gamma ray energi och material av hög atomnummer. Av fotoelektrisk effekt är principen bakom PEF-logga, som identifierar bergarter.