Pri fotoefektu v notranji lupini atoma foton izbije iz atoma en elektron. Energijo absorbiranega fotona prevzame izbiti elektron (fotoelektron). Do fotoefekta v notranji lupini lahko pride le v primeru, ko je energija fotona večja od vezavne energije elektrona v tej lupini. (Tako lahko naprimer pri težjih elementih povzročijo fotoefekt le fotoni rentgenske svetlobe, ki ima dovolj veliko frekvenco (kratko valovno dolžino), fotoni vidne ali UV svetlobe pa ne.) Kinetična energija fotoelektrona je enaka razliki med energijo fotona in vezavno energijo elektrona v notranji lupini.
Koncno stanje fotoelektrona je izhajajoci krogelni val.V primeru, da so v okolici ioniziranega atoma prisotni sosednji atomi, se izhajajoči fotoelektronski val na njih siplje, sipani valovi pa interferirajo z izhajajočim valom. Shematsko je proces prikazan na gornji animaciji. Interferenca izhajajocega in sipanega vala na mestu absorpcije vpliva na verjetnost za fotoefekt. Interferenca je lahko konstruktivna ali destruktivna, odvisno od valovne dolžine fotoelektrona in faznega premika, ki ga pridobi fotoelektron na poti od ioniziranega atoma do soseda ter nazaj.