Ein Photon wird spontan von einem Atom ausgestrahlt oder absorbiert, indem ein gebundenes Elektron seiner Hülle den Abstand zum Atomkern verändert. Photonen entstehen auch beim Zerstrahlen sich begegnender Teilchen und Antiteilchen, wie Elektron und Positron, und sie verschwinden durch den umgekehrten Prozess der Paarbildung.

Freie geladene Teilchen senden spontan Photonen aus, wenn sie abgebremst (Bremsstrahlung) oder beschleunigt werden - wie etwa durch elektromagnetische Wechselfelder in einem Hohlraumresonator, oder Kavität (Bild: Skizze des Vorgangs in einer Beschleunigungs-Kavität des TESLA-Projekts).