Optické vlákno je optický vlnovod vyrobený v tvare dlhého vlákna. Využíva sa v ňom fyzikálny jav úplného odrazu svetla na rozhraní dvoch látok s odlišným indexom lomu. Je konštruované ako valcové jadro s priemerom niekoľko jednotiek μm, ktoré je pokryté obalom s nižším indexom lomu.
Základom funkcie optických vlákien je úplný odraz svetla. Optické vlákno vedie svetlo z jedného miesta na druhé sériou úplných odrazov podobne, ako môže byť vedený vystrelený náboj oceľovou rúrou.