Las grandes concentraciones de partículas provocan que los fotones se dispersen más de una vez.

En la DLS, esta dispersión múltiple provoca que la intensidad de la luz dispersa detectada varíe más rápido que en la dispersión simple. Como consecuencia, el diámetro de partículas medido es inferior al real.

En la difracción láser, la dispersión múltiple falsifica la distribución de los ángulos y, por extensión, la distribución medida de los tamaños de partícula.