在光纤通信系统中，光脉冲经过光纤长距离传输后会被展宽，这种展宽现象就称为色散。光纤的色散包括模间色散和模内色散，模内色散又分为材料色散和波导色散，它们产生的原因各不相同。
1、 模间色散：光纤中同时传播不同模式的光波，有不同的传播速度形成模间色散。
2、 材料色散：光纤材料的折射率会随传输光波长变化而改变，折射率不同传输速度也不同，因此由于光源具有一定的谱宽导致折射率的变化而引起了色散效应。
3、 波导色散：光信号某一传播模式的群速度随光波长变化而改变所引起的脉冲展宽成为波导色散。
由于光纤通信系统中采用的单模光纤只传输主模，因此不存在模间色散，只有材料色散和波导色散。多模光纤中三种色散都存在，但模间色散远大于模内色散。
对于光纤通信系统来说，所用光源总有一定的光谱宽度，存在一定的波长范围。由于各单一波长分量承载的光信号经过光纤传输后到达探测器的时间有差异，它们叠加的结果就使光脉冲展宽。根据光纤色散的产生机理，人们用单位长度波长间隔内的平均群时延来表示。如果在波长λ下，单位长度光纤产生的群时延
(λ)，则色散大小用色散系数D来评定时，其定义为
D(λ)=d
(λ)/dλ * 1/L
上式表达了在某一波长，当光源谱宽为1nm时，单位长度(1km)光纤上的传输脉冲展宽值，它反映了光源谱宽对色散的影响，对于只存在模内色散的单模光纤，由于模内色散和光源谱宽密切相关，因此色散系数全面地反映了单模光纤的色散特性。为了更好地描述光纤色散情况，人们还定义了零色散波长λ0和零色散波长斜率S0：当单模光纤的材料色散和波导色散在某个波长处相互正负抵消并使总色散为零时，称该波长为零色散波长λ0;色散系数随波长变化曲线在零色散波长λ0处的斜率即为零色散波长斜率S0。
