自古以来，科学家们都在争论一个问题：光到底是波，还是粒子？光电效应给出了光是粒子的证据：用光照射金属板，一定条件下就会有电子飞出来，这个时候用导线连着金属板，就能让电灯亮起来。并且电子飞出来的条件与照射的光强无关，只与照射光子的频率相关。如果频率不够，光强再强也不会有电子飞出，相反，如果频率足够高，哪怕照射光强不够，也还是会有电子飞出。这个现象最早是由爱因斯坦用光的粒子性做出解释的。爱因斯坦也因为成功解释了光电效应而获得了诺贝尔物理学奖。
我们可以把金属板里的电子类比为躺在坑里的小球。用光照射这个小球，赋予它动能，好让它从这个坑里飞出来。如果光是波的话，它延绵不断地给小球传递能量，原则上只要传递得足够多，小球一定能飞出来。但事实并非如此，光电效应的实验已经证明了电子的飞出与光强无关。如果光是粒子的话，就好比用另外一颗小石子去砸坑里的球，只要力量足够大，一颗石子就能把小球给砸出坑。也就是说，电子是否飞出只跟光的单位能量有关，而光的单位能量只与光的频率有关，这跟实验结果是相符的，所以证明了光的能量是一份一份的，像石子一样去激发坑里的电子。光电效应充分地说明了光的粒子性。
爱因斯坦在相对论方面的贡献自然是极其巨大的，但由于在爱因斯坦的年代，相对论并未被充分证明，所以他也未因此获奖。像广义相对论预言的引力波到2015年才被发现，而另外一个预言黑洞更是到了2019年，人类才真正拍到第一张黑洞照片。爱因斯坦要通过他最重要的相对论获奖是很困难的，然而爱因斯坦的学术贡献又过于巨大，故诺贝尔委员会挑选了光电效应作为颁奖理由。如果光电效应的学术解释放在今天，由另外一个物理学家提出的话，恐怕是无缘获奖的。