Un câble à fibre optique est conçu pour le transport de lumière, par opposition au courant électrique. Il est composé essentiellement de verre extrudé, qui constitue le cœur du câble et conduit la lumière. L'ensemble est protégé par un revêtement, appelé gainage.  Les deux forment le câble à fibre optique et créent les conditions idéales pour une réflexion interne totale de la lumière dans le câble. Cela signifie que la lumière ne s'échappe ni ne fuit hors du câble lors de son déplacement ; elle est contenue dans ce dernier. C'est la propriété recherchée d'un bon câble à fibre optique. Le gainage est ensuite recouvert d'un matériau polymère qui renforce la protection, mais ne détermine pas le comportement des propriétés réflectives internes. Certains câbles, en raison de la façon dont ils sont fabriqués, connaissent quelques pertes de lumière.

Un câble à fibre optique est essentiellement un guide d'onde optique, dans la mesure où la lumière est simplement guidée le long du câble par une série de réflexions internes, ce qui entraîne la propagation sur toute la longueur du câble.

Différentes sources de lumière avec différentes longueurs d'onde optique (couleurs) peuvent circuler le long d'un même câble à fibre optique. Il s'agit du multiplexage de division de longueur d'onde. Il existe également des câbles multicœurs qui sont séparés du point de vue de l'optique, mais qui se trouvent dans un seul câble gainé (semblable à un câble multiconducteur).