励起状態にある原子核が基底状態に落ちる時、γ線を放出する代りに、そのエネルギー（Ｅ）を原子の軌道電子に与え、与えられたエネルギーは運動エネルギーとなって電子が軌道から飛び出す。この運動エネルギーを持ち軌道外に飛び出した電子を内部転換電子という。電子に与えられたエネルギーは、Ｅｋなる運動エネルギー（Ｅｋ＝Ｅ−φ：φは軌道電子の結合エネルギー）に転換するので、この現象を内部転換といい、飛び出した電子を内部転換電子という。内部転換電子の放出によって軌道に空孔が生じ、空孔はより外側の軌道電子によって満たされる。この時、軌道電子のエネルギー準位の差に相当するエネルギーが特性 Ｘ線として放出される。