Optické vlákna využívajú princíp úplného vnútorného odrazu. Ich jadro je vysoko priehľadné sklenené vlákno, obklopené vonkajším plášťom s oveľa nižším indexom lomu. Svetlo vstupujúce do jadra sa teda môže pohybovať pozdĺž vlákna len úplným vnútorným odrazom na rozhraní medzi jadrom a plášťom, a tak je zachytené v jadre plášťom. Zatiaľ čo strata svetla sa vyskytuje v akomkoľvek médiu v dôsledku absorpcie a rozptylu, možno prijať opatrenia na zníženie tejto straty na veľké vzdialenosti. Medzi ne patrí použitie ultra-čistého kremičitého skla na zníženie nečistôt vo vlákne; maximalizácia štrukturálnej jednotnosti skla; a používanie laserov s dlhou vlnovou dĺžkou{5}}na prenos na zlepšenie účinnosti prenosu vlákna.
Optické vlákna majú dôležité uplatnenie v modernej vede a technike. Sú rozhodujúcim materiálom v moderných komunikačných technológiách a tiež vykazujú pozoruhodný výkon v oblasti medicíny.
