光学元件的群时延色散（有时也被称为二阶色散）是指群时延对角频率的微分，或者光谱相位的二阶微分： 

通常采用的单位为fs2或ps2。正值（负值）代表正常（反常）色散(Chromatic dispersion)。例如，1 mm厚的二氧化硅片的群时延色散在800 nm时为+35 fs2（正常色散）而在1500 nm时为-26 fs2（反常色散）。图1给出了另一个例子。 

图1：反射器上放置5微米厚的二氧化硅层的Gires-Tournois干涉仪中的群时延色散随波长的变化。 

群时延色散（GDD）通常是指一些光学元件或者一定长度的介质（如光纤）。单位长度的GDD（单位为s2/m）就是群速度色散（GVD）。