Los átomos tienen electrones que orbitan el núcleo a varios niveles de energía llamados capas de electrones. Hay un cierto número de electrones que pueden estar en cualquier capa de electrones en un momento dado. Los electrones están cargados negativamente y el núcleo está cargado positivamente. Así que todos los electrones quieren estar lo más cerca posible del núcleo. Los electrones más cercanos se consideran el estado de energía más bajo porque son los más cercanos y tienen la energía potencial más baja. Cuando el electrón absorbe energía, gana "energía potencial" que se `excita', golpeando el electrón hasta llegar a una capa de electrón de mayor energía. Esto deja un agujero en la capa interna. Un electrón de la capa externa cede energía para caer y llenar ese espacio abierto. La energía entregada se emite como una partícula de luz llamada fotón.
Hay muchos métodos diferentes que resultan en esta interacción, pero esta es la relación general electrón-fotón.