远在18世纪初，一位工人在劳动中无意中观察到水管里的水能够导光。时隔不久，一位希腊工人又发现光不仅可以从玻璃细棒的一端迅速地传到另一端，而且丝毫不向棒外空间发散，如同水在水管里流动一样。虽然人们很早就发现了光导现象，但一是没有高质量的相干光源，二是没有低损耗的玻璃纤维材料，所以人们只是使用普通玻璃丝与普通光进行一些关于光的全反射以及折射的演示和试验。
1960年激光出现后，于1966年刚从英国伦敦大学毕业的33岁的英籍华人科学家高琨，发表了一篇题为《适合于光频率的绝缘介质纤维表面波导》的论文，首次提出了只要解决玻璃纯度和成分就能获得光传输损耗极低的玻璃纤维的学说。依据这一理论，1970年美国康宁公司首次提出了光耗20分贝/公里的光纤设想，从此光纤研究和生产领域逐渐活跃起来。到80年代，光纤技术已形成一门相当规模的产业，达到了实用阶段。
所谓“光导纤维”实际上是一种比头发丝还细的玻璃纤维丝，呈圆柱形结构，中间为直径8微米或50微米的纤芯，外面裹以与纤芯折射率搭配的包皮，以保证实现光纤内的全反射。然后再涂上塑料护套，外径一般为125微米。可像普通金属导线那样由多股绞合而成光缆。目前一根光缆可以通几万路电话或几十路彩色电视节目，如美国的144芯光缆就是这样。
在光纤通信中所使用的通信机，结构比起激光大气通信机来，除编码和调制系统外，取消了瞄准系统。发射和接收天线也简化为集成化耦合器，由激光通信机直接耦合到光缆之中。此外，在长距离传输中，光中继放大器也是不可少的。
激光光纤通信虽然发展得比较晚，但由于巨大的市场推动作用，目前已成为现代通信领域内的一大支柱，并且有越来越兴旺的趋势。美国早在1988年就敷设成功横跨大西洋、容量为3.2万路双向电话的TAT-8海底光缆通信工程。日本经济企划厅“2010年技术研究预测研究会”于1991年7月18日提出报告书，要求在2010年前后将超高密度、超高速“太比特光通信系统”付诸实用，该技术为传送彩色图像所必不可少。
与太比特光通信系统连同相关技术，如光纤、存储元件、光计算机元件及机器，加在一起将产生超过10亿日元的巨大市场，成为日本高技术产业的支柱。
而欧洲，在20世纪末，光纤市场也异常活跃。它在持续经济衰退的阴影中一枝独秀，1991年交易额为11亿美元。预计1995年将达到23亿美元，平均年增长率为17%。
以国际数字通信公司、国际电报公司为首的各国从事国际通信的企业家，1991年8月6日在英国签订了连接从日本到新加坡的海底光缆APC的建设与维修协定，并着手建设。预计有23个国家、地区的38家公司将成为这条光缆的共同所有者，于1993年7月底开始交付使用。它成为从日本向东南亚延伸的第一条长距离光缆。
根据《日本产经新闻》1992年12月21日报道，从美国西海岸彼特兰的太平洋电信公司，到日本国际数字通信三浦电缆局之间，8397公里的高清晰度影像传送和数字影像传送都获得了完满的成功。
我国自1987年首先在上海两个市话分局之间铺设了一条1.8公里长的光纤通路至今，已建成的光缆总长达5000公里以上。
1992年12月14日，我国邮电部、日本国际电报电话公司和美国电报电话公司，在北京就开通中国南汇至日本九州的官崎，全长1250公里、560兆比特、7560回路的两条海底光缆的建设和维修达成协议，预计1993年12月底前开通。这将成为开通我国第一条连接国外的海底光缆。
我国的南沿海光缆干线，已于1992年11月24日全线开通，使得沿线长途通信能力提高了10倍以上。这条干线全长2800公里，容量超过了1万条回路，共投资4.5亿元。途经江苏、上海、浙江、福建、广东4省1市与72个城市联网，将为改革开放发挥出巨大的作用。
据有关部门介绍，“八五”期间，我国将陆续建成北京——济南——南京、北京——沈阳——哈尔滨、徐州——郑州、郑州——西安——成都、杭州——福州——贵州——成都、北京——武汉——广州、西安——兰州——乌鲁木齐等7条光缆干线，总长度为3.2万公里，总投资将超过60亿元。届时，在祖国大地将构成一个完整的光缆干线网，彻底改变目前通信拥挤的现状。
光纤通信在军事上同样应用很广。美空军后勤司令部目前已在8个空军基地铺设了据称是迄今世界上同类网络中最大的光纤通信网络，每个基地至少有8000台主计算机、终端等设备连接在网络中。美军是在1986年正式开放军用光缆市场的，仅用一年多的时间，就敷设了12.5万公里的光纤通路，其应用规模和发展速度使通信工业界大吃一惊。