Optična vlakna so izraz za kakršno koli plastično ali stekleno cev, namenjeno prenosu svetlobe. Načela, ki stojijo za tem, so pravzaprav precej stara, vendar je v zadnjih letih postala izjemno pomembna tehnologija, saj je komunikacijska infrastruktura začela uporabljati to vlakno za prenos podatkov z izjemno visokimi hitrostmi. Poleg komunikacij z optičnimi vlakni pa ima številne aplikacije v medicini, potrošniških izdelkih in fiziki.
Ta vrsta vlaken ponuja številne prednosti pred tradicionalno kovinsko žico, najpomembnejša pa je, da je bistveno manj degradacije signala. Poleg tega je imun na elektromagnetne motnje, ki lahko resno ovirajo prenos podatkov po običajnih kovinskih žicah. To dodaja tudi dodaten varnostni ukrep, saj lahko optično vlakno preživi elektromagnetni impulz, ki bi uničil kovinske kable.
Osnovno načelo optičnih vlaken je precej preprosto: vlakno je prevlečeno, da je na notranji strani popolnoma odsevno, tako da se, ko svetloba vstopi, odbije, ne da bi pri tem izgubila svetlobo, in prehaja navzdol po vlaknu na drugi konec. Ta osnovna ideja vodenja svetlobe z lomom sega v štirideseta leta 1840. stoletja. Do začetka 20. stoletja se je razvilo nekaj praktičnih aplikacij, predvsem uporaba tega vlakna v zobozdravstvu za osvetlitev notranjosti ust.
V dvajsetih letih prejšnjega stoletja je bila za prenos polnih slik uporabljena ista osnovna tehnologija. V naslednjem desetletju je bila tehnologija praktično uporabljena za osvetlitev notranjosti operacije, kar je omogočilo veliko bolj natančno operacijo. Še naprej se uporablja v kirurgiji, zlasti za olajšanje manj invazivnih notranjih operacij. Prvo pravo optično vlakno se je pojavilo v petdesetih letih prejšnjega stoletja, do konca desetletja pa so potekali poskusi z vrsto vlakna, ki je zelo podobna tisti, ki se uporablja danes, s steklenimi vlakni, prevlečenimi s prozornim plaščem.
Do sedemdesetih let prejšnjega stoletja so se optična vlakna začela izpopolnjevati, kar je zmanjšalo šum v signalu. Te izboljšave so omogočile možnost, da bi se vlakna lahko uporabila za prenos dejanske komunikacije na dolge razdalje. To je omogočilo izgradnjo ogromnih komunikacijskih hrbtenic, ki so postavile temelje za internet. Na začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja je General Electric ustvaril metodo, s katero je bilo mogoče raztegniti izjemno dolge pramene, do 1970 milj (1980 km) naenkrat, s čimer je še lažje zgraditi masivne hrbtenice.
Zaradi nizke stopnje degradacije ali slabljenja so optična vlakna idealna za komunikacijo na dolge razdalje. Medtem ko kovinska žica zahteva, da so repetitorji nameščeni na kratkih razdaljah, da se zagotovi močan signal, se lahko optična vlakna raztegnejo na dolge razdalje brez repetitorja, kar drastično zmanjša stroške. Poleg tega lahko vlakna prenašajo veliko več informacij kot kovinska žica, zaradi česar so zaželene tudi na kratkih razdaljah, kot so tiste znotraj omrežne situacije v eni zgradbi. Ker vlakna ne prevajajo električne energije na enak način kot kovinska žica, je varna za uporabo v visokonapetostnih okoljih, kjer bi lahko bilo tradicionalno ožičenje nevarno.