光電發射定律的依據是愛因斯坦的光量子理論：1.光輻射具有粒子性，每個光子的能量是 。只要光子能量足夠大，一個光子可以激發一個電子從發射體逸出。2.光輻射的強度越大，光子數越多，激發的電子數也越多。因此光電流與入射光強成正比。3.入射光頻率越高，光子能量越大，電子吸收光子能量后，除 了付出為逸出表面所需要的逸出功外，留下的動能越大。
光電發射的基本定律有：1.斯托列托夫定律（光電發射第一定律）：當入射光的頻率成分不變時，飽和光電流與入射的光輻射強度成正比。2.愛因斯坦定律（光電發射第二定律）：光電發射體發射的光電子的最大動能隨入射光頻率的增大而線性增加，與入射光強無關。即愛因斯坦方程
，m為光電子質量，vmax為出射光電子的初始速度，Ew為逸出功。3.光電發射的紅限：上式中令Vmax=0，得
，或者是
，λ0、v0稱為紅閾波長和紅閾頻率。
金屬及其化合物在光的照射下釋放出電子的現象。這個現象是德國物理學家赫茲(H.R.Hertz)于1887年首先發現的。1888年俄國物理學家斯托列托夫用如圖1所示裝置研究了光電效應。圖1中S為一個抽成真空的玻璃容器，陰極K為一塊金屬或金屬氧化物乎板，A為陽極，C為一石英小窗，G是檢流計，E是電池組。當極扳受到一定強度的單色光照射時，檢流汁顯示有電流通過，若將K板與電源正極相連，A板與電源負極相連，檢流計中則無電流通過，可見被照射的金屬極板放出的是電子，稱作光電子。這些光電子在電場的作用下，不斷地由A板向A板流動形成電流，這種電流叫做光電流。
光電效應的實驗規律如下：①陰極(發射光電子的金屬材料)發射的光電子數(即光電流的大小)與入射光的強度成正比。②光電子的初動能與入射光的頻率有關，而與入射光的強度無關。入射光的頻率越高，光電子的初動能越大。③僅當照射物體的光頻率大于(或等于)某個確定值時，物體才能發出光電子，這個頻率v0叫做極限頻率(或叫做截止頻率)，相應的波長λ0叫做紅限波長。不同物質的極限頻率v0和相應的紅限波長λ0是不同的。④產生光電流的過程非常快，一般不超過10-9秒，停止用光照射，光電流就立即消逝，這表明光電效應是瞬時的。光電效應的規律用光的波動說無法圓滿解釋。1905年愛因斯坦提出了光量子假設后，這現象才得到滿意解釋。
光也可以入射到物體內部，例如晶體內部。這時在光照射下釋放出的電子仍留在物體內部，它使物體導電性增加，這種光電效應叫做內光電效應。通常所說的光電效應是指電子逸出的現象，也叫做外光電效應。
利用光電效應制作的光電管能靈敏迅速地把光訊號轉變為電訊號。在電視、有聲電影、自動控制等方面得到廣泛應用。