La fibra ottica è un filo di vetro o plastica molto sottile che ha la capacità di trasmettere la luce per tutta la sua lunghezza. È costituito da un nucleo molto sottile, solitamente pochi micron di diametro, circondato da una guaina protettiva che lo protegge da danni meccanici e interferenze elettromagnetiche. La fibra è solitamente ricoperta da una guaina protettiva di materiale polimerico per proteggere la fibra da graffi e danni.

Quando un segnale luminoso viene trasmesso all'estremità della fibra ottica, viene riflesso all'interno della fibra seguendo un percorso a zigzag chiamato modalità. I modi possono propagarsi nella fibra in modi diversi, a seconda della struttura della fibra e di come è stata progettata. Nelle fibre monomodali il segnale luminoso segue un solo modo di propagazione, mentre nelle fibre multimodali può seguire più modalità contemporaneamente.