この棒の端から光（レーザー光が使われる）が入射されるとその光はガラス棒の中を反射しながら進みます。つまり内側が鏡になっているガラス棒の中を光が反射しながら通り抜ける訳です。
しかし、ガラス棒の表面が通常の鏡のようにメッキされている訳ではありません。どうなっているかというとガラス棒の表面近くと中心部は屈折率の異なるガラス（コアとグラッド）で造られています。この屈折率の違う材質の境目で全反射（入射光の殆ど全てが反射されるような反射）が起こります。
この全反射は夕日が水面で反射されてキラキラ光るのに似ています。
つまり、空気と水では屈折率が違うのでその境目で反射が起こりますが、この反射は昼間は殆ど起きません。理由は光の入射角（垂線と光の入射ライン間の角度）が小さいからです。しかし、夕日の場合入射角が大きいので反射光が多いのです。（空気から水へ光が入射する場合は全反射にまでは至りませんが、入射角が大きい程反射光が増えるのは理解していただけると思います。水面の下側から光をあてる場合は入射角が大きいと全反射が起こります。）全反射が起こる入射角は２つの材質の屈折率によって異なります。
上記では屈折率の異なる２つのガラスがハッキリと分かれている光ファイバーについて説明しましたが、この他に中心から外周に向かって屈折率が徐々に変化するタイプのものも有ります。このような構造では光は徐々に曲げられ、反射の場合と同様な結果となります。
光ファイバーには電気信号が、レザーダイオードで強弱或いは点滅に変えられた光信号が入射されます。この光信号の出口ではこの光信号が光検出器で再び電気信号に変換されます。