在单模光纤中传输，基模被分成两路分别沿快轴、慢轴（两个正交偏振模）传输的光脉冲。由于光纤中存在双折射，且两正交偏振模传输群速度不同，使得光脉冲到达输出端的时间不一致，导致光脉冲展宽，称为PMD（Polarization Mode Dispersion）偏振模色散。
通常所说的PMD偏振模色散是指DGD（Differential Group Delay）差分群时延，即光纤中两个正交偏振态（PSP）之间的时延差，单位为ps。DGD不仅具有波长依赖性，而且存在极大的随机性，其值会随光纤所处的环境而变化，常取其统计平均值。
备注：光纤中的PMD也有用偏振模色散系数来度量，是指两个正交偏振模在单位长度光纤中传输的时延差。在短距离光纤中偏振模色散系数为
，在长距离光纤中（长度＞2km）偏振模色散系数为
。
