遠在18世紀初，一位工人在勞動中無意中觀察到水管裏的水能夠導光。時隔不久，一位希臘工人又發現光不僅可以從玻璃細棒的一端迅速地傳到另一端，而且絲毫不向棒外空間發散，如同水在水管裏流動一樣。雖然人們很早就發現了光導現象，但一是沒有高質量的相幹光源，二是沒有低損耗的玻璃纖維材料，所以人們隻是使用普通玻璃絲與普通光進行一些關於光的全反射以及折射的演示和試驗。
1960年激光出現後，於1966年剛從英國倫敦大學畢業的33歲的英籍華人科學家高琨，發表了一篇題為《適合於光頻率的絕緣介質纖維表麵波導》的論文，首次提出了隻要解決玻璃純度和成分就能獲得光傳輸損耗極低的玻璃纖維的學說。依據這一理論，1970年美國康寧公司首次提出了光耗20分貝／公裏的光纖設想，從此光纖研究和生產領域逐漸活躍起來。到80年代，光纖技術已形成一門相當規模的產業，達到了實用階段。
所謂“光導纖維”實際上是一種比頭發絲還細的玻璃纖維絲，呈圓柱形結構，中間為直徑8微米或50微米的纖芯，外麵裹以與纖芯折射率搭配的包皮，以保證實現光纖內的全反射。然後再塗上塑料護套，外徑一般為125微米。可像普通金屬導線那樣由多股絞合而成光纜。目前一根光纜可以通幾萬路電話或幾十路彩色電視節目，如美國的144芯光纜就是這樣。
在光纖通信中所使用的通信機，結構比起激光大氣通信機來，除編碼和調製係統外，取消了瞄準係統。發射和接收天線也簡化為集成化耦合器，由激光通信機直接耦合到光纜中。此外，在長距離傳輸中，光中繼放大器也是不可少的。
激光光纖通信雖然發展得比較晚，但由於巨大的市場推動作用，目前已成為現代通信領域內的一大支柱，並且有越來越興旺的趨勢。美國早在1988年就敷設成功橫跨大西洋、容量為3.2萬路雙向電話的TAT-8海底光纜通信工程。日本經濟企劃廳“2010年技術研究預測研究會”於1991年7月18日提出報告書，要求在2010年前後將超高密度、超高速“太比特光通信係統”付諸實用，該技術為傳送彩色圖像所必不可少。
與太比特光通信係統連同相關技術，如光纖、存儲元件、光計算機元件及機器，加在一起將產生超過10億日元的巨大市場，成為日本高技術產業的支柱。
而歐洲，在20世紀末，光纖市場也異常活躍。它在持續經濟衰退的陰影中一枝獨秀，1991年交易額為11億美元。預計1995年將達到23億美元，平均年增長率為17%。
以國際數字通信公司、國際電報公司為首的各國從事國際通信的企業家，1991年8月6日在英國簽訂了連接從日本到新加坡的海底光纜APC的建設與維修協定，並著手建設。預計有23個國家、地區的38家公司將成為這條光纜的共同所有者，於1993年7月底開始交付使用。它成為從日本向東南亞延伸的第一條長距離光纜。
根據《日本產經新聞》1992年12月21日報道，從美國西海岸彼特蘭的太平洋電信公司，到日本國際數字通信三浦電纜局之間，8397公裏的高清晰度影像傳送和數字影像傳送都獲得了完滿的成功。
我國自1987年首先在上海兩個市話分局之間鋪設了一條1.8公裏長的光纖通路至今，已建成的光纜總長達5000公裏以上。
1992年12月14日，我國郵電部、日本國際電報電話公司和美國電報電話公司，在北京就開通中國南匯至日本九州的官崎，全長1250公裏、560兆比特、7560回路的兩條海底光纜的建設和維修達成協議，預計1993年12月底前開通。這將成為開通我國第一條連接國外的海底光纜。
我國的南沿海光纜幹線，已於1992年lI月24日全線開通，使得沿線長途通信能力提高了10倍以上。這條幹線全長2800公裏，容量超過了l萬條回路，共投資4.5億元。途經江蘇、上海、浙江、福建、廣東4省1市與72個城市聯網，將為改革開放發揮出巨大的作用。
據有關部門介紹，“八五”期間，我國將陸續建成北京一濟南一南京、北京一沈陽一哈爾濱、徐州一鄭州一西安一成都、杭州一福州一貴州一成都、北京一武漢一廣州、西安一蘭州一烏魯木齊等7條光纜幹線，總長度為3.2萬公裏，總投資將超過60億元。屆時，在祖國大地將構成一個完整的光纜幹線網，徹底改變目前通信擁擠的現狀。
光纖通信在軍事上同樣應用很廣。美空軍後勤司令部目前已在8個空軍基地鋪設了據稱是迄今世界上同類網絡中最大的光纖通信網絡，每個基地至少有8000台主計算機、終端等設備連接在網絡中。美軍是在1986年正式開放軍用光纜市場的，僅用一年多的時間，就敷設了12.5萬公裏的光纖通路，其應用規模和發展速度使通信工業界大吃一驚。