Mentre non ha inventato l'idea, ha fornito la struttura teorica cruciale con il suo effetto fotoelettrico Spiegazione nel 1905. Questa teoria propose che la luce (e, per estensione, tutta l'energia radiante) esiste in pacchetti quantizzati di energia chiamati fotoni .
Questo concetto rivoluzionario ha sfidato la teoria delle onde prevalenti della luce e ha gettato le basi per la meccanica quantistica. È importante notare che mentre la teoria di Einstein era rivoluzionaria, all'epoca non era del tutto accettata, e in seguito fu confermata da prove sperimentali.