Amikor egy röntgenfoton a héjelektronokkal történő kölcsönhatás során egy kisebb kötési energiával rendelkező külső elektron pályán lévő elektronnal ütközik, úgynevezett Compton-szóródás jön létre. Az ütközés következtében a röntgenfoton eltérül és egyben veszít energiájából, azaz kisebb energiájú, úgynevezett Compton-foton keletkezik. Az ütközésben szereplő külső héj elektron kilökődik és mozgási energiára tesz szert. Az elektron kötési energiája, az ütközés során nyert mozgási energia, valamint a Compton-foton energiájának összege megegyezik a beeső röntgenfoton energiájával. A Compton-foton energiája csak kis mértékben csökken az eredeti röntgenfotonhoz képest, mivel kis energia is elegendő a külső héjon lévő elektronok kilökéséhez. A Compton-foton további atomokkal történő kölcsönhatások során végül fotoelektromos kölcsönhatás révén abszorbeálódik. A kilökött külső héjelektron más ionizált atomokkal egyesül. A szórt (Compton-) foton tetszőleges irányban térülhet el, statisztikailag az eltérülés szöge kisebb a nagy energiájú röntgenfotonok esetében. Éppen amiatt, hogy a szóródás tetszőleges irányú lehet, az ilyen kölcsönhatásból származó képi információ (filmfeketedés, detektorjel) nincs közvetlen kapcsolatban a leképzett anatómiai struktúrával, ezért ez képminőség-romlást jelent. A Compton-szóródás még elég nagy energiával rendelkezik ahhoz, hogy további kölcsönhatások folyamán ionizációt, s így felesleges és káros sugárterhelést okozzon, mind a páciensnek, mind a környezetének. A szórt sugárzás hatásai ellen egyrészt megfelelő sugárvédelemmel, másrészt képminőség-javító műszaki megoldásokkal kell védekezni.