Ponieważ odbicie rozproszone jest mierzone w kilku odległościach, można rozróżnić światło, które pokonało krótsze odległości przez tkankę (niska penetracja, mniejsza interakcja z tkanką) oraz światło, które rozchodziło się przez tkankę na dłuższe czasy i odległości (penetracja głębsza i większa interakcja). Ponadto, w przypadku tkanki wielowarstwowej, światło uchwycone na krótszych odległościach zawiera prawie tylko informacje o warstwie wierzchniej, podczas gdy na większych odległościach na zebrane światło wpływa zarówno warstwa wierzchnia, jak i leżąca pod nią tkanka(i). Te wielokrotne pomiary w różnych odległościach są następnie łączone z modelami propagacji światła w celu określenia właściwości absorpcyjnych i rozpraszających różnych warstw tkanki. Uzyskane właściwości optyczne mogą być następnie powiązane ze składem i mikrostrukturą produktu.
Zastosowania Interfejs mózg-komputer (IMC) fNIRS została pomyślnie użyta jako sygnał sterujący dla systemów BKI Podstawą ich działania jest detekcja wolicjonalnej kontroli aktywności neuronalnej mózgu osoby sterującej – w przypadku fNIRS zwiększanie stężenia natlenowanej (oxy -HB) i odtlenowanej (deoxy-HB) hemoglobiny.