所有物质都是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子构成的。光照在分子上时，散射分子中的电子云在入射光电磁场的作用下发生极化，形成诱导偶极子。如果分子是各向同性的，偶极矩将与电场矢量方向相同。这些振荡偶极子随着光波电场的震动而产生强迫震动，并作为二次辐射源，换句话说，振荡偶极子将产生一个电场，就像小天线一样，向各个方向发射电磁波，即形成散射光。

对于比较大的分子或粒子，在一个粒子中间会同时产生若干个“散射中心”（振荡偶极子），以至于一个粒子不同散射中心发射的光波之间有着很明显的相位差。所以这些尺寸比较大的单个粒子内所发射的不同散射光之间的相互干涉导致了散射光强的角度依赖性。这种由粒子自身内部散射光所产生的干涉模式，也称为粒子的形状因子（form factor），反映了散射粒子尺寸和形状，也是光散射测试中的一个重要指标，这为稀溶液中用光散射定量表征粒子提供了基础。

当粒子尺寸小于光源波长的1/20时，散射粒子内不同散射中心发射的两束光之间的相位差可以忽略不计，在这种情况下检测到的散射光没有角度依赖性，而仅仅依赖于粒子的质量，该质量正比于一个粒子中所包含的散射中心的总数。

下图给出了小粒子和大粒子所发射的散射光在干涉模式上有何不同，为了对比和简单起见，只画了两个散射中心。入射光照在散射体上，大部分沿着原来的方向透射过去，另外的小部分则偏离入射的方向而形成散射光。散射光和入射光的夹角即散射角θ。散射角θ确定了光散射实验中观察到的长度标度q。在均匀介质（折射率均一）中，光只能沿着折射光线方向传播，在这种情况下光是不可能朝着各个方向散射的。

从微观角度看，任何物质都由原子或者分子组成，不存在绝对均匀的物质，而光学不均匀的物质都会引起散射。根据光学不均匀的原因，我们可以把光散射分为两大类：一类是由于纯净介质中的分子热运动引起密度涨落或分子取向涨落，使体系存在光学性质的不均匀而引起的散射，称为分子散射，除了在临界点附近的临界乳光之外，分子散射一般都很弱；另一类是均匀介质中存在着不均匀分布的溶质或者颗粒引起的介质不均匀而产生的散射，根据溶质或颗粒大小，可大致做如下分类：