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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。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。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。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。
偏振：宇宙微波背景在数个微绝对温度的阶层上为偏振。偏振有两种类型，分别为E模和B模。这状况类比于静电学。在静电学里，电场（“E”场）的旋度为零，磁场（“B”场）的散度为零。在不匀相等离子体中，E模因汤姆孙散射自然产生。B模尚未被测量，被认为振幅最大应有0.1μK，并非由等离子体物理产生。B模不是来自于标准的标量摄动，而是来自两种机制。第一种是来自于被引力透镜后的E模，这已于2013年被南极天文台测得。第二种是来自于宇宙暴胀所产生的引力波。探测“B”模式极其困难，尤其是前景污染程度未知，弱重力透镜信号又将较强的E模信号与B模信号混合在一起。
预测：1934年，Tolan发现在宇宙中辐射温度的演化里温度会随着时间演化而改变；而光子的频率随时间演化（即宇宙学红移）也会有所不同。但是当两者一起考虑时，也就是讨论光谱时（是频率与温度的函数）两者的变化会抵消掉，也就是黑体辐射的形式会保留下来。
1948年，美国物理学家伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼估算出，如果宇宙最初的温度约为十亿度，则会残留有约5~10k的黑体辐射。然而这个工作并没有引起重视。1964年，苏联的泽尔多维奇、英国的霍伊尔、泰勒（Tayler）、美国的皮伯斯（Peebles）等人的研究预言，宇宙应当残留有温度为几K的背景辐射，并且在厘米波段上应可观测，从而重新引起了学术界对背景辐射的重视。美国的迪克（Dicke）、劳尔（Roll）、威尔金森（Wilkson）等人也开始着手制造一种低噪声的天线来探测这种辐射，然而美国射电天文学家彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊却在无意中先于他们发现了背景辐射。
第一个试图定量描述大爆炸物理条件的人是乔治·伽莫夫。他在1940年代应用当时正在发展的量子物理学知识，研究宇宙诞生时应该发生过的核相互作用类型，他发现原始氢应该已经部分转变为氦（见αβγ理论）。
根据计算，通过这种方式产生的氦的数量，依赖于这些相互作用发生时大爆炸的温度。它应该被一个热的、取X射线和γ射线形态的短波黑体辐射火球填充。伽莫夫小组领悟到，对应这个火球的热辐射，应该已经随着宇宙的膨胀而稀化和冷却，但仍然以高度红移了的射电波形态存在。
由于没有‘宇宙之外’的地方让这一辐射逃走，它就永远充满宇宙，宛如气球内部的气体永远充满气球。如果拉扯气球使它变大，但不让更多的气体进入，气球内部气体的密度将变小。同样，当宇宙膨胀时，充满它的辐射的密度也将变小。这对应着温度的降低和辐射波长的增加——红移。但是，虽然辐射已经冷却，它仍然应该像充满气球的气体那样均匀充满宇宙。它应该从空间所有方向照射地球，而宇宙膨胀引起的辐射波长被拉开的量，决定了它的温度。