米氏散射理论是通过麦克斯韦电磁理论严格推导出的、用来描述表面光滑的球体对光的散射规律的解析解。它考虑了散射体（颗粒）的光学特性（折射率和吸收系数）以及介质的光学特性。由于米氏理论考虑了样品的折射率、吸收率、反射率，考虑了介质的折射率等因素，因此它对具有不同光学特性的样品都能精确得到解析解，由此得到的粒度测试结果更准确，并且适用于从超细的亚微米级颗粒到较粗的毫米级颗粒，是现代激光粒度仪普遍采用的理论基础。虽然米氏散射理论运算起来更复杂，但在计算机技术如此发达的今天，这已经不是什么缺点了。现在几乎所有品牌的激光粒度仪都用米氏散射理论。弗朗和弗衍射理论是早期激光粒度仪采用的一种光学理论，它是米氏散射理论的简化版，它不考虑样品和介质的折射率、吸收率和反射率等因素，因此计算简便，所以为早期激光粒度仪所采用。它描述大于 25 微米（激光波长的 40 倍）的颗粒的衍射规律是精确的，对小于 25um 的颗粒误差较大，并且颗粒越小误差越大。为了与以前的激光粒度仪进行数据对比，大部分的激光粒度仪还保留弗朗和弗衍射理论这一选项。