Captarea de electroni are loc în nucleul unui atom care are mulți protoni și puțini neutroni. În timpul acestui proces, unul dintre protonii din nucleul atomului trage un electron în orbită și neutralizează atât electronul, cât și pe sine. Acest lucru face ca atomul să se descompună și să devină un element diferit cu aceeași masă atomică. Captarea electronilor nu are loc în toate elementele și nu are loc cu protoni sau electroni care nu fac parte din atomii relativ masivi.
Atomii pot suferi dezintegrare radioactivă în mai multe moduri, inclusiv prin captarea electronilor. Acest proces are loc în general în atomii care nu au suficientă energie pentru a participa la alte tipuri de radioactivitate, inclusiv emisia de pozitroni, care are loc printr-un proces similar. Cantitatea de energie necesară pentru a utiliza unul dintre aceste procese de dezintegrare este determinată prin compararea cantității de energie dintr-un atom cu cantitatea dintr-un atom fiică în care s-ar putea descompune. Atomii care captează electroni necesită mai puțină energie decât alți atomi radioactivi.
Când un atom se descompune prin procesul de captare a electronilor, el trage unul dintre propriii electroni în nucleul său. Acești electroni sunt de obicei prelevați fie din învelișurile de electroni K, fie din L, care sunt cele două învelișuri cele mai apropiate de nucleul atomului. Protonii și electronii liberi nu pot interacționa între ei prin procesul de captare a electronilor.
Odată ce un electron este atras în nucleul atomului, acesta este absorbit de unul dintre protoni. Se spune că acest proton captează electronul. Reacția care are loc între proton și electron face ca aceste două particule să se neutralizeze, rezultând un neutron și un neutrin, care este o particule mică, similară cu un electron, deși lipsit de sarcină. Neutronul rămâne în nucleul atomului în timp ce neutrinoul este expulzat din atom.
După ce are loc o captură de electroni, atomul este un element diferit decât a început. Acest atom fiică va fi elementul care a precedat direct atomul părinte în tabelul periodic deoarece va avea un proton mai puțin în nucleu, iar atomii sunt definiți de numărul de protoni pe care îi au. Schimbarea unui element în altul face ca atomul să devină excitat. Această energie suplimentară este eliberată prin eliberarea unui electron suplimentar, a unei raze X și, uneori, a unei raze gamma. Eliberarea unei raze X și a unei raze gamma fac ca procesul de captare a electronilor să fie radioactiv.