光導纖維利用了光的全反射作用。它的芯線是透明度極高的玻璃細絲，外面包有折射率比它小得多的外皮包層。這樣，進入芯線的光線只能沿著纖維在芯線與外皮包層的界面發生全反射而曲折前進，不會透過界面，仿佛是被外皮包層緊緊地封閉在芯線內。光線在任何介質中傳播都會因吸收和散射而損耗，但可以采取一些相應的措施來減少光在長距離傳輸時的損失。這包括：采用超純石英玻璃以減少光導纖維中的雜質；盡量改善玻璃內部在結構上的均勻性；采用長波長的激光進行傳導，以提高光導纖維的傳送效果。
　　應用
　　光導纖維在現代科學技術中有重要應用，它是現代通信技術中的重要材料，在醫學領域也有不俗表現。
　　通信
　　相比于以往的普通電纜，光纖通信有著突出的優點。它的信息量大得驚人，發絲粗細的光纖可通幾萬路電話或2000路電視。光纖通信用激光作載波，不受外界電磁場干擾，具有很高的穩定性和保密性。另外，光纖通信損耗很低，電纜通信每隔幾千米就要設一個中繼站，而光纖通信則可以連續傳送30～70千米，故而在遠距離信息傳輸方面有著獨一無二的優越性。
　　醫療
　　光纖還是醫生的得力助手。我們熟悉的內窺鏡就是用光纖做的。有一種激光光纖藥頭內窺鏡碎石系統，利用胃鏡把帶有微型炸藥的光纖導管送入胃中，沿光纖通入激光引爆炸藥，擊碎結石再用胃鏡將結石取出，去除病患。如果通過細微的光纖用高強度的激光來切除人體病變部位，不用切開皮膚和切割肌肉組織，減少了痛苦，而且部位準確，手術的效果很好。