As fibras óticas são filamentos flexíveis fabricados em materiais transparentes como fibras de vidro ou plástico e que são utilizadas como meio de propagação da luz. As fibras ópticas são geralmente muito finas, com apenas alguns micrômetros de espessura (10^-6 m), mas podem ter vários quilômetros de comprimento. Fibras ópticas têm diversas aplicações, sendo a transmissão de dados uma das mais comuns.

As fibras ópticas são formadas por um núcleo transparente de alto índice de refração revestido por camadas plásticas transparentes cujos índices de refração são mais baixos que os do núcleo. O fenômeno físico que permite a utilização das fibras ópticas é a reflexão interna total da luz.

Para que ocorra a sua reflexão interna total, a luz é emitida para o interior do núcleo da fibra óptica em um ângulo mínimo de incidência, chamado de ângulo limite (também chamado de ângulo crítico), medido em relação à interface entre o núcleo e seu revestimento. Tal ângulo permite que a luz sofra sucessivas reflexões internas no interior da fibra óptica sem que ela escape de lá.

Dessa forma, a luz pode ser propagada por longas distâncias, com perdas mínimas em sua intensidade, além de acompanhar o formato em que os cabos de fibra óptica estão dispostos.

As fibras ópticas também podem propagar mais de uma cor, ou comprimento de onda, em seu interior. Esse processo, chamado de multiplexação, permite que mais informações sejam transmitidas simultaneamente ao longo de uma única fibra óptica, como os dados de internet, telefone e televisão, algo que não pode ser feito nos cabos convencionais, como aqueles feitos de cobre, largamente utilizados para transferência de dados.

Ao serem emitidos diferentes comprimentos de onda no interior de uma fibra óptica, as cores tendem a se misturar, formando assim um feixe branco, em razão da síntese aditiva das cores. Dessa forma, nos terminais desse tipo de cabo óptico, utiliza-se uma espécie de prisma capaz de dispersar a luz, separando as diferentes cores e exibindo, assim, o seu espectro discreto, característico de cada comprimento de onda.