Οι οπτικές ίνες μεταδίδουν δεδομένα με τη μορφή σωματιδίων φωτός -- ή φωτονίων -- που διαπερνούν ένα καλώδιο οπτικών ινών. Ο πυρήνας από ίνες γυαλιού και η επένδυση έχουν διαφορετικό δείκτη διάθλασης που κάμπτει το εισερχόμενο φως σε μια συγκεκριμένη γωνία.
Όταν τα φωτεινά σήματα στέλνονται μέσω του καλωδίου οπτικών ινών, αντανακλώνται από τον πυρήνα και την επένδυση σε μια σειρά ζιγκ-ζαγκ αναπηδήσεων, ακολουθώντας μια διαδικασία που ονομάζεται ολική εσωτερική ανάκλαση. Τα φωτεινά σήματα δεν ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός λόγω των πιο πυκνών στρωμάτων γυαλιού, αντίθετα ταξιδεύουν περίπου 30 τοις εκατό πιο αργά από την ταχύτητα του φωτός.
Για την ανανέωση ή την ενίσχυση του σήματος καθ' όλη τη διάρκεια της διαδρομής του, η μετάδοση οπτικών ινών απαιτεί μερικές φορές επαναλήπτες σε μακρινά διαστήματα. Αυτοί οι επαναλήπτες αναγεννούν το οπτικό σήμα μετατρέποντάς το σε ηλεκτρικό σήμα, επεξεργάζοντας αυτό το ηλεκτρικό σήμα και αναμεταδίδοντας το οπτικό σήμα.
Τα καλώδια οπτικών ινών μπορούν πλέον να υποστηρίζουν σήματα έως και 10 Gbps. Συνήθως, όσο αυξάνεται η χωρητικότητα εύρους ζώνης ενός καλωδίου οπτικών ινών, τόσο πιο ακριβό γίνεται.
