elektronu i pozytonu, powoduje zniknięcie obu tych cząstek i emisję co najmniej dwóch fotonów gamma. Rozpady cząstek elementarnych – fotony gamma mogą być produktami rozpadu wielu nietrwałych cząstek elementarnych, np. neutralny pion rozpada się najczęściej na dwa fotony. Promieniowanie hamowania i promieniowanie synchrotronowe – wysokoenergetyczne cząstki naładowane (najczęściej elektrony) poruszające się w silnym polu elektrycznym, np. jąder atomowych, lub polu magnetycznym mogą emitować fotony promieniowania gamma. Odwrotne rozpraszanie Comptona – wysokoenergetyczne elektrony mogą zderzać się z niskoenergetycznymi fotonami (np. promieniowania tła) i przekazywać im energię, zmieniając je w kwanty gamma.
Oddziaływanie z materią (absorpcja) thumb|300px|Wykładniczy charakter absorpcji promieniowania gamma (total), tutaj: w aluminium. Liniami przerywanymi zaznaczono poszczególne składowe odpowiedzialne za pochłanianie. Promieniowanie gamma przechodząc przez materię jest pochłaniane (wielkość pochłaniania zależy od energii promieniowania).