Chociaż włókno światłowodowe jest bardzo cienkie, to jest złożone z dwóch rodzajów szkła i zewnętrznej osłony ochronnej. Elementami składowymi są:
- Rdzeń (ang. core): Jest zbudowany z czystego szkła i jest częścią włókna, przez którą prowadzone jest światło.
- Płaszcz (ang. cladding): Szkło, które otacza rdzeń i działa jak lustro. Impulsy świetlne rozchodzą się wzdłuż rdzenia, a płaszcz odbija je uniemożliwiając im opuszczenie światłowodu. Transmisja impulsów świetlnych we wnętrzu rdzenia jest zjawiskiem znanym jako zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.
- Osłona (ang. jacket): Zazwyczaj jest to warstwa zbudowana z PCW (polichlorek winylu), która chroni rdzeń i płaszcz. Może ona także zawierać materiały wzmacniające oraz bufor, którego zadaniem jest ochrona szkła przed zarysowaniem i wilgocią.
Włókna są wrażliwe na uszkodzenia przy dużych zgięciach, ale właściwości rdzenia i płaszcza zostały zmienione na poziomie molekularnym tak, aby były bardzo wytrzymałe. Światłowody są rygorystycznie testowane w procesie produkcji i powinny mieć wytrzymałość minimum 100 000 funtów na cal kwadratowy. Światłowody są wystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać obróbkę podczas montażu i rozmieszczania w trudnych warunkach środowiskowych w sieciach na całym świecie.