Para explicar o que aconteceu em seu experimento, o cientista inspirou-se na abordagem de Einstein, interpretando os raios X como sendo feixes de partículas, e a interação como sendo uma colisão de partículas. De acordo com Einstein e Planck, h.f seria o valor da energia do fóton incidente, e o fóton espalhado, em respeito à lei da conservação da energia, teria elétron.
Compton percebeu que a abordagem funcionava perfeitamente, mas foi ainda mais longe, investigando ainda a interação do ponto de vista da lei da conservação do momento linear.
Pode concluir que, desde que o momento linear do fóton fosse definido como , essa lei valia para diversos ângulos de espalhamento. (c= velocidade da luz no vácuo; h= constante de Planck; λ= comprimento de onda da radiação).
O cientista desenvolveu ainda, em colaboração com o inventor da câmara de nuvens, Charles Wilson, um experimento em que foi possível obter as trajetórias dos fótons e elétrons espalhados. Além disso, desenvolveu um método que provava que o fóton e o elétron eram espalhados simultaneamente, impedindo explicações que envolvessem a absorção e a posterior emissão da radiação.