Pojęcie fotonu w fizyce ma uniwersalny charakter i nie ogranicza się wyłącznie do światła widzialnego. Foton jest ściśle zdefiniowaną cząstką elementarną – nośnikiem oddziaływania elektromagnetycznego. Jego istnienie jako najmniejszej, dyskretnej porcji energii fali elektromagnetycznej, którą ciało może wyemitować lub pochłonąć, jest fundamentalnym założeniem mechaniki kwantowej. To, że światło widzialne jest dla nas tak istotne, wynika z biologicznego przystosowania ludzkiego oka do tego właśnie wąskiego zakresu częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego.

Promieniowanie o każdej innej długości fali – zarówno promieniowanie radiowe (o najniższej energii), jak i wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie, a także promieniowanie gamma – również składa się z fotonów. Fale radiowe składają się z fotonów o bardzo niskiej energii, mikrofale i podczerwień to fotony o średniej energii, a promieniowanie rentgenowskie i gamma to fotony o energii najwyższej. Wszystkie rodzaje promieniowania są tym samym – strumieniami fotonów, który nie mają masy spoczynkowej ani ładunku. Różnią się od siebie jedynie energią E, która jest ściśle związana z ich częstotliwością ν (a zatem także długością fali) przez równanie Plancka: E=h⋅ν.

Różnice w sposobie, w jaki często postrzegamy te rodzaje promieniowania (jako „falę” radiową, albo już „cząstkę” gamma), wynikają z obserwowanych dla nich innych dominujących zjawisk. W przypadku zakresu częstotliwości promieniowania, które nazywamy falami radiowymi, dominująca jest obserwacja zjawisk falowych, takich jak interferencja i dyfrakcja. Dzieje się tak z powodu ich niskiej energii i związanej z tym dużej długości fali. Natomiast w przypadku promieniowania rentgenowskiego i gamma najczęściej obserwowane są właściwości typowe dla cząstek, takie jak zderzenia fotonów z elektronami, czego dowodem może być rozpraszanie Comptona oraz efekt fotoelektryczny. Powodem tego jest wysoka energia fotonów z tego zakresu częstotliwości, z czym związana jest mała długość fali.