Sự phân bố lại hướng bay của photon sau khi va chạm với một vật thể phụ thuộc vào tỷ lệ x giữa kích thước vật thể và bước sóng của bức xạ điện từ (còn gọi là hệ số kích thước).

1. x<1/10, quá trình tán xạ là tán xạ Rayleigh không phụ thuộc hình dáng của vật thể tán xạ, với hệ số tán xạ tỷ lệ với nghịch đảo của bước sóng mũ bốn (bước sóng càng ngắn thì tán xạ càng mạnh).
2. 1/10<x<10, quá trình tán xạ phụ thuộc vào hình dáng và vật liệu của vật thể. Nếu vật thể có hình cầu, quá trình tán xạ là tán xạ Mie
3. x>10, có thể sử dụng quang hình để mô tả quá trình tán xạ. Xem ví dụ về áp dụng quang hình để giải thích cầu vồng.

Mọi tán xạ trong quang học đều có thể được đặc trưng bởi hai thông số: hệ số tán xạ và hàm tán xạ (cho tán xạ không phân cực) hay ma trận tán xạ (cho tán xạ phân cực). Hệ số tán xạ cho biết tỷ lệ số photon bị lệch hướng bay trong tổng số photon ban đầu, khi đi tia sáng qua một đơn vị đo chiều dài. Hàm tán xạ hay ma trận tán xạ cho biết các photon bị lệch theo những hướng nào.