C. T. R. Wilson-nal felfedezte az elektronokkal ütköző röntgensugarak hullámhossz-változását. Eredményüket elméletileg is értelmezték. Ez az úgynevezett Compton-effektus, amelynek során a foton energiát ad át az elektronnak. Az 1922-es felfedezés igazolta az elektromágneses sugárzás kettős, hullám és részecske természetét.
Elismerései