光の波長に比べて十分小さな粒子や，密度・組成揺らぎなどが原因となって生じる光の散乱。光ファイバの光損失の原因の１つで，光ファイバを構成する分子のミクロな密度揺らぎによって光が散乱される現象。散乱による周波数変化はなく，散乱光の強度は波長の４乗に逆比例し，長波長ほど小さくなる。

レイリー散乱光は，光ファイバ（ガラス）に本質的に存在する屈折率の揺らぎ（光の波長に比べて十分小さなスケールでのランダムな密度・組成揺らぎ等が原因）による散乱光であり，散乱光の周波数変化を伴わない。また，光ファイバ中で発生する散乱光の中で最も強い散乱光であり，従来から光ファイバの光損失測定や破断点検出に利用されている。