Z 平均粒徑是動態(tài)光散射（DLS）測得的全部顆粒集合的強度加權平均流體力學粒徑。Z 平均粒徑通過對測量得到的相關曲線進行累積量分析（Cumulants analysis)計算得到，該分析假設顆粒為單一粒徑，并對自相關函數進行單指數擬合。

DLS 自相關函數及指數擬合公式如下，式中參數 I：散射光強度；t：初始時間；τ：延遲時間；A：相關函數的振幅 / 截距；B：基線；D：擴散系數；q：散射矢量；λ₀：激光在真空中的波長；n：分散介質折射率；θ：散射角；k：玻爾茲曼常數；T：絕對溫度；η：分散介質黏度；R_H：流體力學半徑。

在累積量法中，將指數擬合公式展開，以考慮多分散性或峰寬化效應，公式如下：

將公式線性化后，數據按以下形式擬合。下標D表示直徑。一階累積量（a1）用于計算強度加權的 Z 平均粒徑，二階累積量（a2）用于計算多分散指數（PdI）。

需要重點說明：累積量分析算法不給出粒徑分布，它僅輸出強度加權 Z 平均粒徑和多分散指數（PdI）。

下圖直觀展示了累積量分析計算 Z 平均粒徑與多分散指數的過程。

相關函數的初始斜率（藍色）與 Z 平均粒徑相關； 曲線曲率（紅色）反映由多分散寬度帶來的非線性。

可以證明：若假設粒徑分布為單峰高斯分布，Z 平均粒徑對應分布均值，多分散指數的平方根對應該分布的相對標準偏差。但需注意：得到 Z 平均粒徑與 PdI不代表分布一定是高斯分布；不過PdI 越小，越說明真實分布可近似為高斯分布。