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A parte de uma fibra óptica através da qual os raios de luz se propagam é camada núcleo da fibra. Os raios de luz só podem entrar no núcleo se seus ângulos estiverem dentro da abertura numérica da fibra. Da mesma maneira, uma vez que os raios tenham entrado no núcleo da fibra, existe um número limitado de caminhos ópticos que podem ser seguidos pelo raio de luz através da fibra. Estes caminhos ópticos são chamados modos. Se o diâmetro do núcleo da fibra for suficientemente grande para que hajam muitos caminhos por onde a luz pode se propagar através da fibra, a fibra é chamada fibra "multimodo". A fibra monomodo possui um núcleo muito menor que só permite que os raios de luz se propaguem em um modo dentro da fibra.
Cada cabo de fibra óptica usado para redes consistem em duas fibras de vidro em revestimentos separados. Uma fibra transporta dados transmitidos do dispositivo A até o dispositivo B. A segunda fibra transporta dados do dispositivo B ao dispositivo A. As fibras são semelhantes a duas ruas ruas de mão única indo em direções opostas. Isso proporciona um link de comunicação full-duplex. O par trançado de cobre usa um par de fios para transmitir e um par de fios para receber. Os circuitos de fibra ótica usam uma única fibra para transmitir e uma para receber. Tipicamente, estes dois cabos de fibra estarão em um único revestimento externo até que cheguem ao ponto onde estão ligados os conectores.
Até que os conectores sejam ligados, não existe a necessidade de blindagem, pois nenhuma luz se escapa quando está dentro de uma fibra. Isto quer dizer que não existe questões de diafonia quando se trata de fibras. É bem comum ver pares de fibras múltiplas revestidos no mesmo cabo. Isto permite que um único cabo seja lançado entre closets de dados, andares ou edifícios. Um cabo pode conter de 2 a 48 ou mais fibras separadas. Com cobre, um cabo UTP teria que ser puxado para cada circuito. A fibra pode transportar muito mais bits por segundo e transportá-los muito além do que pode o cobre.
Geralmente cada cabo de fibra óptica é composto de 5 partes. As partes são: o núcleo, o revestimento interno, um buffer, um material reforçante, e uma capa externa.
O núcleo é o elemento de transmissão de luz no centro da fibra óptica. Todos os sinais de luz se propagam através do núcleo. Tipicamente um núcleo é feito de vidro com uma combinação de dióxido de silício (sílica) e outros elementos. O multimodo usa um tipo de vidro para seu núcleo, chamado vidro de índice gradual. Este vidro tem um índice menor de refração em direção à camada externa do núcleo. Portanto, a área externa do núcleo é opticamente menos densa que o centro e a luz pode propagar-se mais rapidamente na parte externa do núcleo. Este desenho é usado porque um raio de luz que segue um modo que vai diretamente ao centro do núcleo não precisa propagar-se longe como um raio que segue um modo que repercute na fibra. Todos os raios devem chegar juntos na extremidade da fibra. Depois o receptor na extremidade da fibra recebe um forte lampejo de luz ao invés de um pulso longo e fraco.