Dispersão em fibra óptica é o fenômeno de que os sinais de diferentes frequências ou diferentes modos de componentes na fibra são espalhados devido a diferentes velocidades de transmissão. A dispersão afeta a largura de banda da fibra e limita a capacidade de transmissão e a distância da fibra.
Por causa das diferentes frequências de sinal e comprimentos de onda, a diferença no índice de refração reflete a diferença em suas velocidades de transmissão. Portanto, a transmissão de longa distância, enquanto os sinais emitidos não podem chegar ao mesmo tempo, de modo que a mudança na forma de onda do sinal forma a dispersão.
Os modos de emissão são diferentes ao mesmo tempo, e a equação característica do guia de onda mostra que o mesmo comprimento de onda tem vários modos de emissão de ângulo de incidência na fibra multimodo. Devido aos diferentes ângulos de incidência, a luz viaja pela fibra de forma diferente, o que resulta em uma forma de onda de sinal mista e dispersão no final. Existem outras razões para a dispersão causada pelo próprio material da fibra, como o índice de refração da fibra do tipo gradiente não atende às características de autofocalização da dispersão do sinal.