تنبعث الإلكترونات من مهبط الخلية الضوئية (الكاثود) عندما يسقط عليه ضوء بتردد كافٍ (أو طول موجي مناسب).
هذه الظاهرة تُعرف باسم الظاهرة الكهروضوئية. ما يهم هو تردد الضوء، وليس شدته بالضرورة. إذا كان تردد الضوء الساقط أعلى من أو يساوي تردد العتبة للمادة المصنوع منها المهبط، فإن الإلكترونات تكتسب طاقة كافية للتحرر والانبعاث.