Comptonin vaikutus, röntgensäteiden ja muiden elektronien elastisesti sironneiden energeettisten sähkömagneettisten säteiden aallonpituuden kasvu; se on pääasiallinen tapa, jolla säteilyenergia absorboituu aineeseen. Ilmiö on osoittautunut yhdeksi kvanttimekaniikan kulmakivistä, sillä se selittää sekä säteilyn että aineen aalto-ja hiukkasominaisuudet. Katso myös valo: varhaiset hiukkas-ja aaltoteoriat.
yhdysvaltalainen fyysikko Arthur Holly Compton selitti (1922; julkaistu 1923) aallonpituuden kasvua pitämällä röntgensäteitä sähkömagneettisen energian erillisinä pulsseina eli kvantteina. Yhdysvaltalainen kemisti Gilbert Lewis keksi myöhemmin termin fotoni kevyelle kvantille. Fotoneilla on energiaa ja liikemäärä aivan kuten materiaalihiukkasillakin; niillä on myös aaltoominaisuuksia, kuten aallonpituus ja taajuus. Fotonien energia on suoraan verrannollinen niiden taajuuteen ja kääntäen verrannollinen niiden aallonpituuteen, joten pienenergisillä fotoneilla on matalammat taajuudet ja pidemmät aallonpituudet. Comptonin ilmiössä yksittäiset fotonit törmäävät yksittäisiin elektroneihin, jotka ovat vapaita tai melko löyhästi sitoutuneita aineen atomeihin. Törmäävät fotonit siirtävät osan energiastaan ja liikemäärästään elektroneille, jotka puolestaan rekyyläävät. Törmäyshetkellä syntyy uusia fotoneja, joiden energia ja liikemäärä ovat vähäisempiä ja jotka hajoavat kulmissa, joiden koko riippuu rekyyloiville elektroneille menetetyn energian määrästä.
energian ja aallonpituuden suhteen vuoksi hajallaan olevilla fotoneilla on pidempi aallonpituus, joka riippuu myös sen kulman suuruudesta, jonka kautta röntgensäteet ohjautuivat muualle. Aallonpituuden kasvu eli Comptonin siirtyminen ei riipu sattuvan fotonin aallonpituudesta.
Comptonin ilmiön löysi itsenäisesti Hollantilainen fysikaalinen kemisti Peter Debye alkuvuodesta 1923.