En physique, la production de paires est ce qui se produit lorsqu'un photon interagit avec le noyau d'un atome, au lieu de l'électron comme dans les interactions de rayons X de niveau inférieur. Le photon donne son énergie au noyau et crée ensuite une paire d'électrons chargés positivement et négativement. L'électron positif (positron) s'ionise jusqu'à ce qu'il se combine avec un électron libre. Les deux particules se dispersent dans des directions opposées.
La probabilité de production de paires est proportionnelle à l'énergie des photons entrants et est affectée par le numéro atomique du matériau. La production de paires se produit généralement avec des niveaux d'énergie supérieurs à 25 MeV. La production de paires se produit parfois dans les traitements de radiothérapie avec des faisceaux de photons à haute énergie. Elle est quelque peu liée à l'effet photoélectrique.