Einstein tok utgangspunkt i teorien for sort stråling som Max Planck hadde utviklet fem år tidligere. Den var basert på antagelsen av at elektromagnetisk stråling med frekvens kun kan emitteres eller absorberes i små, diskrete kvant med energi hvor faktoren er Plancks konstant. Mens Planck mente at selve strålingen likevel skulle beskrives som kontinuerlige, elektromagnetiske felt, kom Einstein ved bruk av termodynamikk frem til at den på noen måter kan beskrives som en gass bestående av diskrete partikler eller fotoner, hver med energi . Hvordan lys likevel kan gi opphav til bølgefenomen som interferens og diffraksjon, lot han være å kommentere. Absorbsjon av lys kan nå forklares ved at hele energien til et foton overføres til et elektron. Dette er en videreføring av antagelsen til Planck. Da elektroner i metaller kan bevege seg forholdsvis fritt, kan de dermed motta så mye energi at de frigjøres. Den nødvendige energien eller som kreves for dette, er karakteristisk for hvert materiale og tilsvarer en bindingsenergi og blir også omtalt som dets «arbeidsfunksjon».