Diffuse weerkaatsing door vaste stoffen is in het algemeen niet het gevolg van oppervlakteruwheid. Een vlak oppervlak is inderdaad nodig voor speculaire weerkaatsing, maar dit voorkomt diffuse weerkaatsing niet. Een stuk hoogglans gepolijst wit marmer blijft wit; geen enkele hoeveelheid polijsten zal het in een spiegel veranderen. Het polijsten veroorzaakt enige speculaire weerkaatsing, maar het resterende licht blijft diffuus weerkaatst.
Het meest algemene mechanisme waardoor een oppervlak diffuse weerkaatsing geeft, betreft niet precies het oppervlak: het grootste deel van het licht wordt bijgedragen door verstrooiingscentra onder het oppervlak, zoals in figuur 1 wordt geïllustreerd.Als men zich zou voorstellen dat de figuur sneeuw voorstelt, en dat de veelhoeken de (doorzichtige) ijskristallieten ervan zijn, dan wordt een invallende straal gedeeltelijk weerkaatst (een paar procent) door het eerste deeltje, gaat erin, wordt opnieuw weerkaatst door het raakvlak met het tweede deeltje, gaat erin, botst op het derde, enzovoort, waardoor een reeks “primaire” verstrooide stralen in willekeurige richtingen wordt opgewekt, die op hun beurt, via hetzelfde mechanisme, een groot aantal “secundaire” verstrooide stralen opwekken, die “tertiaire” stralen opwekken, enzovoort. Al deze stralen lopen door de sneeuwkristallieten, die geen licht absorberen, totdat zij bij het oppervlak aankomen en in willekeurige richtingen weer naar buiten gaan. Het resultaat is dat het uitgezonden licht in alle richtingen wordt teruggezonden, zodat sneeuw wit is ondanks dat het van doorzichtig materiaal is gemaakt (ijskristallen).
Voor de eenvoud wordt hier gesproken over “reflecties”, maar meer in het algemeen is het grensvlak tussen de kleine deeltjes waaruit veel materialen bestaan onregelmatig op een schaal die vergelijkbaar is met de golflengte van het licht, zodat bij elk grensvlak diffuus licht ontstaat, in plaats van een enkele gereflecteerde straal, maar het verhaal kan op dezelfde manier worden verteld.
Dit mechanisme is zeer algemeen, omdat bijna alle gangbare materialen zijn gemaakt van “kleine dingen” die bij elkaar worden gehouden. Minerale materialen zijn over het algemeen polykristallijn: men kan ze beschrijven als bestaande uit een 3D-mozaïek van kleine, onregelmatig gevormde defecte kristallen. Organische materialen zijn meestal samengesteld uit vezels of cellen, met hun membranen en hun complexe inwendige structuur. En elke interface, inhomogeniteit of onvolmaaktheid kan licht doen afwijken, weerkaatsen of verstrooien, waarbij het bovengenoemde mechanisme wordt gereproduceerd.
Weinig materialen veroorzaken geen diffuse weerkaatsing: daartoe behoren metalen, die geen licht binnenlaten; gassen, vloeistoffen, glas en doorzichtige kunststoffen (die een vloeistofachtige amorfe microscopische structuur hebben); enkelvoudige kristallen, zoals sommige edelstenen of een zoutkristal; en enkele zeer speciale materialen, zoals de weefsels die het hoornvlies en de lens van een oog vormen. Deze materialen kunnen echter diffuus reflecteren als hun oppervlak microscopisch ruw is, zoals bij een vorstglas (figuur 2), of, natuurlijk, als hun homogene structuur verslechtert, zoals bij cataract van de ooglens.
Een oppervlak kan ook zowel een speculaire als een diffuse weerkaatsing vertonen, zoals bijvoorbeeld het geval is bij glanzende verven zoals gebruikt bij het thuisschilderen, die ook een fractie speculaire weerkaatsing geven, terwijl matte verven bijna uitsluitend diffuse weerkaatsing geven.
De meeste materialen kunnen enige speculaire weerkaatsing geven, mits hun oppervlak kan worden gepolijst om onregelmatigheden weg te werken die vergelijkbaar zijn met de lichtgolflengte (een fractie van een micrometer). Afhankelijk van het materiaal en de ruwheid van het oppervlak kan de reflectie overwegend speculair, overwegend diffuus, of ergens daartussenin zijn. Enkele materialen, zoals vloeistoffen en glazen, missen de interne onderverdelingen die het hierboven beschreven verstrooiingsmechanisme van de ondergrond veroorzaken, en geven dus alleen speculaire weerkaatsing. Van de gebruikelijke materialen kunnen alleen gepolijste metalen het licht met een hoog rendement speculair weerkaatsen, zoals aluminium of zilver dat gewoonlijk in spiegels wordt gebruikt. Alle andere gangbare materialen geven, zelfs wanneer zij perfect gepolijst zijn, gewoonlijk niet meer dan een paar procent speculaire reflectie, behalve in bijzondere gevallen, zoals de gravitatiehoekreflectie door een meer, of de totale reflectie van een glazen prisma, of wanneer zij in bepaalde complexe configuraties gestructureerd zijn, zoals de zilverachtige huid van veel vissoorten of het reflecterende oppervlak van een diëlektrische spiegel. Diffuse reflectie kan zeer efficiënt zijn, zoals bij witte materialen, door de optelling van de vele onderliggende reflecties.