Si el resultado entre la interacción fotón-molécula es un fotón dispersado a la misma frecuencia que el fotón incidente, se dice que el choque es elástico ya que ni el fotón ni la molécula sufren variaciones en su estado energético; la molécula vuelve al mismo estado de energía que tenía antes del choque y el fotón dispersado tiene la misma frecuencia v0 que el incidente, dando lugar a la dispersión Rayleigh.