Obratni proces proizvodnje rentgenskih žarkov se imenuje fotoelektrični učinek. Pri fotoelektričnem učinku vpadni foton interagira z elektronom v atomu, pri čemer prenese svojo energijo na elektron in povzroči, da se elektron izvrže iz atoma. Najmanjša energija, ki je potrebna za izvedbo tega procesa, se imenuje ionizacijska energija atoma. Kinetična energija izbitega elektrona je enaka razliki med energijo vpadnega fotona in ionizacijsko energijo atoma.