散射是物理學中用來描述范圍廣泛的物理過程的一個術語，在這些物理過程中，運動粒子或某種形式的輻射，如光或聲音，由于局部不均勻性（包括粒子和輻射）而被迫偏離直線軌跡 它們通過的介質。 在常規使用中，這還包括反射輻射與反射定律預測的角度的偏差。 經歷散射的輻射反射通常稱為漫反射，未散射的反射稱為鏡面（鏡面）反射。 最初，該術語僅限于光散射（至少可以追溯到 17 世紀的艾薩克·牛頓）。 隨著更多類似射線的現象被發現，散射的概念被擴展到它們，因此 William Herschel 在 1800 年可以指代熱射線的散射（當時在自然界中未被認為是電磁的）。 John Tyndall，光散射先驅 研究，注意到 1870 年代光散射和聲散射之間的聯系。 接近 19 世紀末，人們觀察并討論了陰極射線（電子束）和 X 射線的散射。 隨著亞原子粒子的發現（例如 Ernest Rutherford 在 1911 年）和 20 世紀量子理論的發展，該術語的含義變得更加廣泛，因為人們認識到光散射中使用的相同數學框架可以應用于許多其他領域 現象。

散射可以指分子、原子、電子、光子和其他粒子之間粒子與粒子碰撞的結果。 例子包括：地球上層大氣中的宇宙射線散射； 粒子加速器內的粒子碰撞； 熒光燈中氣體原子的電子散射； 和核反應堆內的中子散射。

可能導致散射的不均勻性類型，有時稱為散射體或散射中心，數量太多無法一一列舉，但一小部分樣品包括顆粒、氣泡、液滴、流體中的密度波動、多晶固體中的微晶、單晶固體中的缺陷 、表面粗糙度、生物體中的細胞以及衣服中的紡織纖維。 這些特征對幾乎任何類型的傳播波或移動粒子路徑的影響都可以在散射理論的框架內進行描述。

散射和散射理論具有重要意義的一些領域包括雷達傳感、醫學超聲、半導體晶圓檢測、聚合過程監控、聲學瓦片、自由空間通信和計算機生成圖像。 粒子-粒子散射理論在粒子物理學、原子、分子和光學物理學、核物理學和天體物理學等領域具有重要意義。 在粒子物理學中，散射矩陣或 S 矩陣描述了基本粒子的量子相互作用和散射，由約翰·阿奇博爾德·惠勒和沃納·海森堡引入和發展。

散射使用許多不同的概念進行量化，包括散射截面 (σ)、衰減系數、雙向散射分布函數 (BSDF)、S 矩陣和平均自由程。

當輻射僅被一個局部散射中心散射時，這稱為單次散射。 散射中心聚集在一起是很常見的； 在這種情況下，輻射可能會發生多次散射，即所謂的多次散射。 單次散射和多次散射的影響之間的主要區別在于，單次散射通常可以被視為一種隨機現象，而多次散射，有點違反直覺，可以被建模為一個更具確定性的過程，因為大量散射事件的綜合結果 趨于平均。 因此，多次散射通常可以用擴散理論很好地建模。

由于單個散射中心的位置相對于輻射路徑通常不是眾所周知的，因此結果往往強烈依賴于確切的入射軌跡，對觀察者來說似乎是隨機的。 這種類型的散射可以通過向原子核發射電子來舉例說明。 在這種情況下，原子相對于電子路徑的確切位置是未知的，無法測量，因此無法預測碰撞后電子的確切軌跡。 因此，單次散射通常用概率分布來描述。

對于多次散射，相互作用的隨機性往往會被大量散射事件平均化，因此輻射的最終路徑似乎是強度的確定性分布。 光束穿過濃霧就是例證。 多次散射與擴散非常相似，并且多次散射和擴散這兩個術語在許多情況下可以互換。