模间色散（也称为模式色散）是光在多模光纤（或其它波导）中传播时的群速度不仅与光的频率有关（参阅色散），还与相应的传播模式有关。 

图1为一个数值模拟结果，其中将200 fs的超短脉冲射入50 cm长的多模光纤，然后激发了多个模式。测量光纤的输出时，由于各个模式的群速度不同，它们到达光纤端口是时间不同。基模最先到达，因为其速度最大。 

图1:200 fs入射脉冲进入50 cm长的多模光纤后的输出功率随时间的变化。 

模间色散的强度可以定量表示为微分模延迟（DMD）。它与光纤纤芯中和其附近的折射率分布密切相关。例如，对于阶跃折射率分布，高阶模式具有更低的群速度，这时得到的微分群延迟在 10 ps/m量级。这在一千米长的光纤链路中，数据速率很难实现几个Gbit/s。 

在采用多模光纤的光纤通信系统中，模间色散极大的制约了数据传输速率（比特率）。为了避免强的信号畸变，需要使脉冲足够长来保持不同模式间的时间交叠足够多，这样不可避免的也会限制数据速率。 

最简单的消除模间色散的方法是在光纤链中采用单模光纤，但是也可以采用抛物线折射率分布的多模光纤使模间色散最小化。