Оптическое волокно представляет собой очень тонкий стеклянный или пластиковый провод, способный передавать свет по всей своей длине. Он состоит из очень тонкой сердцевины, обычно диаметром несколько микрон, окруженной защитной оболочкой, защищающей его от механических повреждений и электромагнитных помех. Волокно обычно покрыто защитной оболочкой из полимерного материала, предохраняющей волокно от царапин и повреждений.

Когда световой сигнал передается на конец оптического волокна, он отражается внутри волокна, следуя зигзагообразной траектории, называемой модой. Моды могут распространяться в волокне по-разному, в зависимости от структуры волокна и способа его конструкции. В одномодовых волокнах световой сигнал следует только одной моде распространения, тогда как в многомодовых волокнах он может следовать нескольким модам одновременно.