Un cable de fibra óptica es un cable diseñado para llevar luz óptica en lugar de corriente eléctrica. La fibra óptica es esencialmente una pieza de vidrio extruido, que se conoce como el núcleo del cable y la pieza donde viaja la luz. Un revestimiento protector, conocido como vaina, rodea el núcleo. Los dos juntos forman un cable de fibra óptica y crean la condición donde la luz dentro del cable puede experimentar una reflexión interna total. Esto significa que la luz no escapa o se filtra fuera del cable a medida que viaja por este, sino que es contenida en su interior. Esta es una propiedad deseada para los cables de fibra óptica de buena calidad. La vaina está recubierta con un material polimérico para ayudar a proteger la vaina y el núcleo, pero este revestimiento no determina el comportamiento de las propiedades reflectantes internas. Algunos cables, debido a la forma en que están fabricados, experimentarán cierta pérdida de luz.

Un cable de fibra óptica es esencialmente una guía de onda óptica, puesto que la luz es simplemente guiada a través del cable por una serie de reflexiones internas que causan que se propague a través de la longitud del cable.

Los cables de fibra óptica pueden tener distintas fuentes de iluminación viajando a través del mismo cable, las cuales operan en distintas longitudes de onda ópticas (colores). Esto se denomina multiplexación por división de longitud de onda. También es posible tener cables con múltiples núcleos, los que están ópticamente separados pero, que se encuentran dentro de un mismo cable envainado, similar a un cable multiconductor.