Diffus reflektion från fasta ämnen beror i allmänhet inte på ojämnheter i ytan. Det krävs visserligen en plan yta för att ge spekulativ reflektion, men den förhindrar inte diffus reflektion. En bit högpolerad vit marmor förblir vit; ingen polering förvandlar den till en spegel. Polering ger viss spegelreflexion, men det återstående ljuset fortsätter att reflekteras diffust.
Den mest allmänna mekanismen genom vilken en yta ger diffus reflektion involverar inte exakt ytan: det mesta av ljuset bidrar från spridningscentra under ytan, vilket illustreras i figur 1.Om man föreställer sig att figuren föreställer snö och att polygonerna är dess (genomskinliga) iskristalliter, reflekteras en infallande stråle delvis (några procent) av den första partikeln, går in i den, reflekteras återigen av gränssnittet mot den andra partikeln, går in i den, träffar den tredje, och så vidare, vilket genererar en rad ”primära” spridda strålar i slumpmässiga riktningar, som i sin tur, genom samma mekanism, genererar ett stort antal ”sekundära” spridda strålar, vilka genererar ”tertiära” strålar, och så vidare. Alla dessa strålar vandrar genom snökristalliterna, som inte absorberar ljus, tills de når ytan och går ut i slumpmässiga riktningar. Resultatet är att det ljus som skickades ut returneras i alla riktningar, vilket gör att snön är vit trots att den består av genomskinligt material (iskristaller).
För enkelhetens skull talas det här om ”reflektioner”, men mer allmänt är gränssnittet mellan de små partiklar som utgör många material oregelbundet på en skala som kan jämföras med ljusets våglängd, så diffust ljus genereras vid varje gränssnitt, snarare än en enskild reflekterad stråle, men historien kan berättas på samma sätt.
Den här mekanismen är mycket generell, eftersom nästan alla vanliga material består av ”små saker” som hålls ihop. Mineraliska material är i allmänhet polykristallina: man kan beskriva dem som bestående av en 3D-mosaik av små, oregelbundet formade defekta kristaller. Organiska material består vanligtvis av fibrer eller celler, med sina membran och sin komplexa inre struktur. Och varje gränssnitt, inhomogenitet eller imperfektion kan avvika, reflektera eller sprida ljus, vilket reproducerar ovanstående mekanism.
Få material orsakar inte diffus reflektion: bland dessa finns metaller, som inte tillåter ljus att tränga in; gaser, vätskor, glas och genomskinliga plaster (som har en vätskeliknande amorf mikroskopisk struktur); enkristaller, som vissa ädelstenar eller en saltkristall; och vissa mycket speciella material, som de vävnader som bildar hornhinnan och linsen i ett öga. Dessa material kan dock reflektera diffust om deras yta är mikroskopiskt grov, som i ett frostglas (figur 2), eller naturligtvis om deras homogena struktur försämras, som i grå starr i ögonlinsen.
En yta kan också uppvisa både spekulär och diffus reflektion, vilket till exempel är fallet med blanka färger som används vid målning av bostäder, som också ger en bråkdel spekulär reflektion, medan matta färger nästan uteslutande ger diffus reflektion.
De flesta material kan ge en viss spekulär reflektion, under förutsättning att deras yta kan poleras för att eliminera ojämnheter som är jämförbara med ljusets våglängd (en bråkdel av en mikrometer). Beroende på materialet och ytans grovhet kan reflektionen vara mestadels spekulär, mestadels diffus eller någonstans däremellan. Några få material, t.ex. vätskor och glas, saknar de inre underindelningar som ger upphov till den spridningsmekanism under ytan som beskrivs ovan, och ger därför endast spekulär reflektion. Bland vanliga material är det endast polerade metaller som med hög effektivitet kan reflektera ljuset spekulärt, som t.ex. aluminium eller silver som vanligen används i speglar. Alla andra vanliga material, även om de är perfekt polerade, ger vanligen inte mer än några få procent spegelreflektion, utom i särskilda fall, som t.ex. reflektion i en sjö med gracerande vinkel, totalreflektion i ett glasprisma eller när de är strukturerade i vissa komplexa konfigurationer, som t.ex. det silverfärgade skinnet hos många fiskarter eller den reflekterande ytan hos en dielektrisk spegel. Diffus reflektion kan vara mycket effektiv, som i vita material, på grund av summeringen av de många reflektionerna under ytan.