当具有不同频率或不同偏振方向的光脉冲在透明介质中传播时，它们的群速度通常是不同的。而这种群速度失配的结果是，两个一开始重叠传播的脉冲在传播一段距离之后不再重叠的传播。 

这种现象也被称为时域走离，通常与超短脉冲的非线性频率转换过程相关。在这种情况下，群速度失配将会限制传播的有效长度。 

定量的来说，群速度失配被定义为群速度倒数的差： 

  其单位为s/m。 

在频域，群速度失配相位匹配满足时的光谱范围的宽度，也称为相位匹配带宽。这两个本质上是一样的，只是在频域和时域中的关注角度不一样。 

非线性晶体中对于红外光（如1064nm）和可见光（如532nm）来说，群速度失配值通常在0.1~1ps/mm的量级。这表明，对于一个10毫米的非线性晶体，群速度失配将对10ps脉冲的频率转换过程产生显著影响，而对于飞秒脉冲，影响则尤其剧烈。出于这个原因，对于短脉冲而言需要使用较短的晶体，那么如果要维持高的转换效率就需要更高的光强。而光强的最大值又被诸如光学损伤等效应限制，那么群速度失配将会限制短脉冲非线性频率转换的最高效率。 

对于光纤中短脉冲的拉曼放大器而言，群速度失配也很重要。例如，使用1064nm的皮秒光泵浦放大1110nm的脉冲时，由于大模场面积光纤的群速度失配值与石英晶体类似，因此对于以上波长，群速度失配将达1.1ps/m。这意味着，对于1ps的脉冲来说，在光纤内传播1m后将会发生时域走离，因此，有效的拉曼增益将会减小。 

也有很多的情况下的群速度失配也是非常有用的。在某些情况下，它可以增加非线性频率转换的效率。而在光学参量振荡器中，它有时被用来实现波长的调谐和使脉冲宽度变窄。它也可以用于光信号的处理。