Photonen können über ihre elektromagnetischen Eigenschaften auch mit den Nukleonen in Atomkernen wechselwirken.

Die Energie des einfallenden Photons wird vom Kern absorbiert, der Kern wird dabei angeregt.

Übertrifft die Anregungsenergie die Schwellenenergie zur Freisetzung eines Kernteilchens (Neutron, Proton), so kann es in der Folge zur Emission eines oder mehrerer dieser Nukleonen kommen. Dazu muss das Photon allerdings mindestens die Bindungsenergie des Nukleons auf den Kern übertragen haben.

Diese Schwellenenergien liegen bei den meisten Elektronen zwischen etwa 6 und knapp 20 MeV. In Analogie zum Photoeffekt in der Hülle nennt man diesen Prozeß Kernphotoeffekt.