Cotton效应是指当直线偏振光透过旋光性物质时产生偏转的现象。旋光性物质，也称为光学活性物质，能够使左旋与右旋圆偏振光的传输速度发生改变，从而形成不同的折射率。当合成的直线偏振光进入这类物质后，左、右旋偏振光会因为不同的折射率而发生偏转，形成偏转角α。这个偏转角可以通过下面的公式表达：
\[(\varphi_1 - \varphi_r) = \varphi_1 = 2\pi \frac{d}{\lambda_1} = 2\pi \frac{dn_1}{\lambda}\]
\[ \varphi_r = 2\pi \frac{d}{\lambda_r} = 2\pi \frac{dn_r}{\lambda}\]
其中，φ1 和 φr 分别代表左、右旋偏振光透过旋光性物质时的旋转角度；n1 和 nr 分别代表左、右旋偏振光在旋光性物质中的折射率；λ 是入射光的波长。
Cotton效应分为正、负两种，可以通过圆二色性谱带的符号或者旋光色散曲线的峰位来确定。当圆二色性谱带的符号为正值或者正的旋光色散峰出现在较长波长方向时，称为正的Cotton效应；当圆二色性谱带的符号为负值或者正的旋光色散峰出现在较短波长方向时，称为负的Cotton效应。
理论上，当生色团的跃迁电偶极矩与磁偶极矩方向相同时，会出现正的Cotton效应；反之，则出现负的Cotton效应。Cotton效应在探测蛋白质结构、分析手性分子的绝对构型等方面有重要应用。
此外，Cotton效应在电子圆二色谱（ECD）中也非常重要，它通过测定光学活性物质在圆偏振光下的吸收差异来提供关于分子结构中发色团周围环境的立体化学信息。在ECD计算结果分析中，科顿效应的解释涉及到分子轨道层面的分析，通过对比实验测值和理论计算值来确定手性分子的绝对构型。
