背景辐射各向异性宇宙微波背景的各向异性分为两种：初阶各向异性，这是源于在最后散射面及之前发生的影响；及二阶各向异性，这是源于与背景热气体的辐射相互作用或重力势能影响，后者发生在最后散射面与观察者之间

宇宙微波背景辐射各向异性的结构主要源于两方面的影响：扩散阻尼（也称为碰撞阻尼）

因为光子-重子在早期宇宙的等离子体中碰撞而产生

光子的压力趋于消除各向异性，而重力吸引重子——移动的速度比光子慢得多——让他们往往坍缩形成致密的类星体

这两种效应竞争创造给予微波背景辐射特征的峰值结构

这些峰值大致对应，并与光子脱耦当时为峰值振幅的一个模式共振

这些峰值包含了有趣的物理特征

第一峰值的角尺度决定了宇宙曲率（但不是宇宙拓朴学）

下一个峰值——奇数峰值对偶数峰值比——决定了限缩重子密度

第三峰值可用来获取暗物质密度的信息

 峰值的位置也给出了对初始密度扰动有关重的重要信息

密度扰动有两种基本类型，称为“绝热”和“等曲率”

一般的密度扰动是两者的混合，不同的理论希望去解释一阶密度扰动能谱，预测不同的混合方式

绝热密度扰动每种类型的粒子（重子、光子…）的额外密度比例是相同的

也就是说，如果在一个地方有1%以上的重子能量大于平均，那么那处同样也有1%以上的光子能量（和1%以上的中微子能量）高于平均

宇宙暴胀预测一阶扰动是绝热的

等曲率密度扰动在每个地方（所有不同类型的粒子）的额外密度比之和为零

此即，在某点的重子能量摄动为多于平均的1%，则光子能量大于平均1%，及2%的中微子能量小于平均，这就是纯粹的等曲率扰动

宇宙弦将产生绝大多数的等曲率一阶扰动

宇宙微波背景光谱可以区分这两种，因这两种类型的扰动会产生不同的峰值位置

等曲率密度扰动将产生一系列的峰值，其角尺度（“l”，峰值的数）的比例约为1:3:5:…，而绝热密度扰动所产生的峰值其位置以比例1:2:3:…观测结果在一阶密度摄动上完全与绝热的一致，对暴涨提供了关键的支持，并排除了许多结构形成的理论，如宇宙弦

碰撞阻尼是源于两方面的影响，当初阶等离子体流体开始被打破时：当等离子体在膨胀的宇宙中变得越来越稀薄时，光子的平均自由路径将增加

最后散射面的深度（LSS）有限，其导致在脱耦期间，甚至康普顿散射仍在发生，平均自由路径也顿时增加

这些效应有助于抑制在小尺度的各向异性，并拉抬极小角尺度各向异性的特征指数衰减尾部

LSS的深度为：光子的脱耦和重子不会瞬间相遇，而是需要当时宇宙年龄的某个可观比例

将此过程量化的方法之一为，利用“光子能见度函数（PVF）”

此函数定义为，以P(t)表示PVF，宇宙微波背景光子在时间t与t+dt之间最后散射的概率为P(t)dt

PVF的最大值（给定的宇宙微波背景光子最可有可能散射的时间）已知相当精确

WMAP的一年成果的P(t)最大值为372,000年

这通常被视为宇宙微波背景形成的“时间”

然而，为了弄清光子与重子脱耦花了多“长”的时间，我们必须测量PVF的宽度

WMAP小组发现，PVF大于其最大值的一半（“半高全宽”，或FWHM）超过115,000年的期间

经由此测量，脱耦发生超过约11.5万年，而当完全脱耦，宇宙约为48.7万岁

由于宇宙微波背景开始存在，又显然经过数个后来的物理过程影响，统称为后期各向异性，或二级各向异性

当宇宙微波背景光子自由出行畅通时，宇宙中的普通物质形式主要为中性氢和氦原子

然而，现今对星系的观测似乎表明，大部分星际介质（IGM）的体积由离子化的物质（因为存在着氢原子吸收线）构成

这意味着有个再电离期间，一些宇宙的物质被打散成氢离子

宇宙微波背景光子被自由电子散射，使电子不被束缚在原子中

在电解的宇宙，这些带电粒子借由解离（紫外线）辐射从中性原子中得到解放

今天，这些自由电荷在宇宙中所有体积内都有够低的密度不再于可测量的量下影响着宇宙微波背景

然而，如果IGM在极早期，宇宙仍处于高密度时被游离，那么就会对宇宙微波背景产生两个主要效应：小尺度各向异性被消去

（就像透过雾看东西，对象的细节模糊不清

）光子如何与自由电子散射的物理机制（汤姆孙散射）导致大角尺度偏振各向异性

这种广角偏振与广角温度扰动相关

这些效应都已由WMAP卫星观测，提供的证据表明，宇宙在极早期，当红移超过17时是游离的

这个早期的电离辐射的详细出处仍是一个有争议的科学辩论

它可能已包括由第一批恒星的星光（第三星族星），这些第一代恒星在它们生命的最终时刻超新星爆发，或由大质量黑洞吸积盘产生的电离辐射

宇宙微波背景发射之后至观测第一颗恒星之前的时间，被戏称为宇宙的黑暗时代（见21公分线）

发生于再电离与我们观测宇宙微波背景之间发生的两个其他效应，及其对各向异性造成的影响为苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应，其中高能电子云将辐射散射，转移一些宇宙微波背景光子的能量；和萨克斯-瓦福效应，这导致宇宙微波背景辐射的光子由于重力场改变而重力红移或蓝移

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