빛의 전송을 목적으로 하는 섬유 모양의 도파관(導波管). 광학섬유라고도 한다.
광섬유를 여러 가닥 묶어서 케이블로 만든 것을 광케이블이라고 하며, 그 사용이 늘어나고 있다.

광섬유는 합성수지를 재료로 하는 것도 있으나, 주로 투명도가 좋은 유리로 만들어진다.
광섬유는 외부의 전자파에 의한 간섭이나 혼신(混信)이 없고 도청이 힘들며, 소형·경량으로서 굴곡에도 강하며, 하나의 광섬유에 많은 통신회선을 수용할 수 있고 외부환경의 변화에도 강하다. 더구나 재료인 유리의 원료는 대단히 풍부하므로 효용도가 높다.
광섬유를 만드는 방법은 주로 먼저 모재(母材:preform)라고 하는 지름 1 cm 내외의 봉을 광섬유의 구조와 동일하게 만든 다음, 이것을 고열로 녹여 늘여서 광섬유를 완성하는 방법을 쓴다.

⑴ 모재의 제작:적절한 부착대(흑연·사기의 봉이나 고순도 석영관)를 축방향으로 회전시키면서 그 내부(MCVD법)나 외부(OVD법:outside vapor phase deposition)에 불꽃 가수분해 반응에 의해 게르마늄·붕소·인 등이 합성된 산화규소층을 수십 회에 걸쳐 부착시킨 다음, 1700 ℃ 이상의 높은 온도의 불꽃으로 서서히 가열하여 수축시키면 모재가 완성된다.

이 때 게르마늄 등 원소의 포함량을 조절하면 모재의 굴절률 분포를 임의로 조절할 수 있게 된다. 광섬유의 손실 등 광학적 특성이 거의 이 과정에서 결정되므로 매우 주의깊게 진행된다. 이 밖에 석영막대 끝에 직접 모재를 성장시키는 VAD(vapor phase axial deposition)법도 있다.

⑵ 연선(延線)과정:모재를 2000 ℃ 이상의 고온으로 국부적으로 가열하여 가늘게 뽑으면 광섬유가 된다. 열원(熱源)으로서는 주로 전기저항로·고주파유도로·이산화탄소레이저 등이 사용된다.

이 과정은 불순물에 의해 광섬유 표면이 오염되어 강도가 저하되지 않도록 정결한 분위기가 필요하며, 기계적 강도의 보존과 취급의 편의를 위하여 뽑는 즉시 1차피복을 한다. 그 재료로 화학적으로 안정되고 수분의 침투를 막을 수 있는 실리콘수지·에폭시아크릴레이트·래커·우레탄·EVA 등이 사용된다.
광섬유의 바깥지름은 이 과정에서 약 1 μm의 오차 이내로 균일하게 조정된다.

광섬유의 용도는 통신용·영상전달용(映像傳達用)·검출기용 등으로 크게 구별된다.
⑴ 통신용:가정용·산업용 등 일반 통신망과 케이블·텔레비전 등의 통신매체로 쓰이며, 산업용·군사용 자동기기의 데이터 전송용, 컴퓨터의 각 유닛(unit) 사이의 통신용으로 쓰인다. 이 때에는 광섬유의 1차피복 위에 외부피복을 씌워 코드나 케이블을 만들어 사용한다.

⑵ 영상전달용:주로 짧은 길이(수 m)의 광섬유 다발로 만들어 의료용 내시경(內視鏡), 영상증폭기의 부품 등 좁고 굴곡된 부분의 내부를 볼 수 있도록 하는 데 쓰인다.

⑶ 검출기용:주로 단일모드 광섬유가 쓰이는데, 이는 이 광섬유가 외부의 변화 즉 압력·온도·속도·자속(磁束)등에 예민한 점을 이용하여 자이로스코프·고전압전류측정기·수중음파탐지기 등에 사용된다.