Światłowód to bardzo cienki drut ze szkła lub tworzywa sztucznego, który ma zdolność przepuszczania światła na całej swojej długości. Składa się z bardzo cienkiego rdzenia, zwykle o średnicy kilku mikronów, otoczonego powłoką ochronną, która chroni go przed uszkodzeniami mechanicznymi i zakłóceniami elektromagnetycznymi. Włókno jest zwykle pokryte ochronną powłoką z materiału polimerowego, aby chronić włókno przed zarysowaniami i uszkodzeniami.

Kiedy sygnał świetlny jest przesyłany na koniec światłowodu, jest on odbijany wewnątrz światłowodu po zygzakowatej ścieżce zwanej modą. Mody mogą rozprzestrzeniać się we włóknie na różne sposoby, w zależności od struktury światłowodu i jego konstrukcji. We włóknach jednomodowych sygnał świetlny propaguje się tylko w jednym trybie, natomiast we włóknach wielomodowych może propagować się w kilku modach jednocześnie.