光纖中傳輸的光訊號具有一定的頻譜寬度，也就是說光訊號具有許多不同的頻率成分。同時，在多模光纖中，光訊號還可能由若干個模式疊加而成，也就是說上述每一個頻率成份還可能由若干個模式分量來構成。 　　在光纖中傳輸的光訊號（脈衝）的不同頻率成份或不同的模式分量以不同的速度傳播，到達一定距離後必然產生訊號失真（脈衝展寬），這種現象稱為光纖的色散或彌散。 　　光纖的色散主要有材料色散、波導色散、偏振模色散和模間色散四種。其中，模間色散是多模光纖所特有的。 　　這四種色散作用還相互影響，由於材料折射率n是波長λ（或頻率w）的非線性函式，d2n/d2λ≠0，於是不同頻率的光波傳輸的群速度不同，所導致的色散成為材料色散。 　　由於導引模的傳播常數β是波長λ(或頻率w)的非線性函式，使得該導引模的群速度隨著光波長的變化而變化，所產生的色散成為波導色散（或結構色散）。 　　偏振模色散指光纖中偏振色散，簡稱PMD(polarizationmodedispersion)，它是由於實際的光纖中基模含有兩個相互垂直的偏振模，沿光纖傳播過程中，由於光纖難免受到外部的作用，如溫度和壓力等因素變化或擾動，使得兩模式發生耦合，並且它們的傳播速度也不盡相同，從而導致光脈衝展寬，引起訊號失真。 　　不同的導引模的群速度不同引起的色散成為模間色散，模間色散只存在與多模光纖中。 　　色散限制了光纖的頻寬—距離乘積值。色散越大，光纖中的頻寬—距離乘積越小，在傳輸距離一定（距離由光纖衰減確定）時，頻寬就越小，頻寬的大小決定傳輸資訊容量的大小。