线信号的传播从不是单一的直线路径——当信号从发射端出发，会遇到建筑物、树木、地面、车辆等各类障碍物，发生反射、折射或散射，形成多条不同的传播路径即“多径分量”。由于每条路径的物理长度不同，信号沿各路径传输的时间也不同：短路径的信号先到达接收端，长路径的信号后到达，这种路径长度差带来的时间差称为多径延迟扩展，就是时间色散产生的根本原因。
当这些时间上分散的信号分量在接收端叠加时，原本紧凑的发射信号波形会被“展宽”。比如发射一个窄脉冲信号，接收端收到的不是单一脉冲，而是多个延迟不同、幅度衰减的脉冲叠加后的宽脉冲——这就是时间色散最直观的表现：信号在时间维度上“散开”了。
时间色散对通信的最大危害，是引发符号间干扰ISI。在数通信中，信息被编码成一个个连续的“符号”如二进制的0和1对应不同的信号波形，每个符号有固定的持续时间即符号周期。若多径延迟扩展超过符号周期，前一个符号的延迟分量会“混入”后一个符号的时间窗口，导致两个符号的信号叠加。接收端法准确区分这两个符号的边界，就会出现判决错误，最终表现为误码率上升——严重时，整个通信链路会因误码率过高而中断。比如在LTE移动通信系统中，若符号周期约为714纳秒，而某区域的多径延迟扩展达到1微秒，那么前一个符号的延迟信号会覆盖后一个符号的前286纳秒，接收端调时法分离这两个符号，必然导致错误。
在实际场景中，时间色散处不在：城市里，基站信号经高楼反射后到达手机，延迟差可能达数百纳秒；室内环境中，信号经墙壁、家具多次反射，延迟扩展甚至能达到微秒级；即使在开阔地带，地面反射的信号也会与直达信号形成时间差。这些场景中的时间色散，都是线通信系统设计必须考虑的核心问题——但这已超出“时间色散是什么”的范畴，需展开。