当一定频率以上的光照射到金属或其他材料表面时，材料中的电子将会吸收光的能量，若该能量大于电子从材料中逸出的“逸出功”（WorkFunction），电子就会克服材料对其的束缚，从表面逸出，形成“光电子”的现象，这就是光电效应。
这是一个量子化过程，其中每个光量子（光子）只能作用于一个电子。该现象无法用经典电磁波理论解释，而是支持光的粒子性假说，因而是现代量子论建立的关键证据之一。
外光电效应（External Photoelectric Effect）： 指光照射在金属、半导体或其他物体的外部表面时，电子因吸收足够的光能跃出材料表面并被释放到真空或空气中。它是最早被发现并研究的光电效应类型，通常用于物理实验和基础研究。
内光电效应（Internal Photoelectric Effect）： 指光照引起电子从材料中价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴对，从而改变材料内部的导电性。该效应主要应用于光电二极管、光敏电阻、太阳能电池等器件。
光电导效应（Photoconductive Effect）： 是内光电效应的一个特例，强调由于光照引起导电载流子数目增加，从而导致材料整体电导率增强。例如，硫化镉光敏电阻就是利用该原理来工作的，当光线照射到硫化镉光敏电阻上时，其电阻值会随着光强的增加而减小，从而实现对光信号的检测和转换。
1.红限频率现象（Threshold Frequency）： 每种材料都有一个“临界频率”或称“红限频率” 。只有当入射光频率 时，才可能释放电子；低于该频率，即使光强再大，也不会产生光电子。这表明光电效应是由光的频率决定的，而非能量总量。
不同金属的红限频率
2.光电子数量随光强变化，但与频率无关： 在入射光频率超过红限的前提下，光强越大，释放的光电子数目越多，即电流越大；但光强不会影响电子获得的动能。说明光强决定的是光子的数量，而不是单个光子的能量。