Pojęcie dyspersji wykorzystuje się w wielu dziedzinach nauki.

W fizyce istnieje pojęcie dyspersji fali, które oznacza zależność prędkości fazowej fali od jej częstości, a tym samym długości. Szczególnym przypadkiem dyspersji fali jest dyspersja w optyce, oznaczająca zależność współczynnika załamania ośrodka od częstotliwości fali świetlnej. Skutek dyspersji można zaobserwować gdy białe światło pada na pryzmat. Wiązki światła o różnych barwach padając na granicę ośrodków załamują się pod różnymi kątami. W przypadku światła białego padającego na pryzmat powoduje to rozszczepienie światła na barwy tęczy. Współczynnik załamania światła zależy od prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku.

Współczynnik dyspersji oznacza zależność współczynnika załamania światła od długości fali światła. Jest to parametr określający własności minerałów. Minerały cechujące się dużą dyspersją, jeśli są odpowiednio oszlifowane, w wyniku rozszczepiania światła białego mienią się różnymi barwami.

Za dyspersję uznaje się również zależność prędkości rozchodzenia się światła od innych czynników. W światłowodach istnieje na przykład dyspersja modowa, czyli zależność prędkości rozchodzenia się światła wzdłuż falowodu od jego drogi w falowodzie.

W prawie każdym materiale rozchodzenie się światła jest dyspersyjne. Jako przykład niedyspersyjnego rozchodzenia się światła można podać rozchodzenie się fali elektromagnetycznej w próżni. W takim przypadku prędkość fazowa fali jest jednakowa dla wszystkich długości fal i jest równa prędkości grupowej.