卡文迪许实验室
1919年，康普顿成为首批受美国国家科学研究委员会资助出外留学的学生。他選擇前往英国剑桥大学的卡文迪许实验室深造。康普顿与约瑟夫·汤姆孙的儿子乔治·汤姆孙研究了伽马射线的散射与吸收。他发现经过散射的射线比原射线更容易被吸收。康普顿受到卡文迪许实验室的各位科学家极大的影響，特别是欧内斯特·卢瑟福、和阿瑟·爱丁顿。他后来还以约瑟夫·汤姆孙的名字为次子命名。