Anomale Interferenzfarben gehen auf die Dispersion der Doppelbrechung zurück. Das heißt, sie entstehen, wenn sich die Doppelbrechung des Lichts in einem Kristall mit der Wellenlänge ändert. Dabei lassen sich drei Fälle unterscheiden:
Die Doppelbrechung für kurzwelliges (blaues) Licht ist größer als für langwelliges (rotes) Licht. Anstelle grauer bis gelblicher Interferenzfarben der I. Ordnung existieren lebhafte Interferenzfarben der II. Ordnung. Beispiele sind Epidot und Klinozoisit.
Die Doppelbrechung für langwelliges Licht ist größer als für kurzwelliges Licht. Anstelle der Interferenzfarben der I. Ordnung existieren stumpfe Farben, z.B. wird aus Gelb I das so genannte Lederbraun der Mg-reichen Chlorite sowie das Oliv der Turmaline.
Diese treten bei einem Wechsel zwischen negativer und positiver Doppelbrechung innerhalb des Wellenlängenspektrums des sichtbaren Lichts auf. Typisch sind tintenblaue bis violette Intereferenzfarben statt des Grau I, wie sie z.B. Fe-reiche Chlorite zeigen.