散射体中往往包含很多散射粒子，因此每个粒子的
散射光都会被其他粒子再散射。如P 粒子的散射光可被Q粒子再次散射，而Q粒子的散射光又会被R粒子第三次散射。可见，当气层较厚或有
云存在时，可出现
多次散射，即
散射辐射本身再产生二次、三次至无数次散射。
一般认为，当体积
散射系数小于0.1时，考虑一次散射就足够精确了。只有当该散射系数在0.1至0.3之间时，才需要考虑二次散射，再增大时，还应该考虑多次散射。但是作为对
透射辐射的研究而不是对散射辐射本身特性的研究来说，一般仍可以不考虑多次散射。例如为了确定中等
太阳高度角条件下地表附近的
太阳辐射能，此时考虑一次散射基本上能满足要求。
原先一次散射的角分布规律，当发生二次散射时，散射辐射通过散射体又发生二次散射的角分布，即两次角分布的叠加，如图1所示。某一方向的散射辐射，可分别由一次散射和多次散射叠加。若散射体具备各向同性，则二次散射也可求得分析解，其辐射传输过程类似于分子扩散。但若散射体不满足各向同性，则多次散射的角分布非常复杂。