Prenos svjetlosti unutar optičkog vlakna analogan je vodi koja teče kroz gumenu cijev. Snop svjetlosti ulazi na jedan kraj vlakna, pa čak i ako je vlakno savijeno, svjetlost će i dalje putovati duž cijevi i izlaziti s drugog kraja.
Općenito se smatra da svjetlost putuje pravim linijama, pa kako se ovdje može tako fleksibilno savijati? Ovo zahtijeva diskusiju o refleksiji i prelamanju. Kada svjetlost putuje u jednom mediju, ona putuje pravolinijski; međutim, na granici između dva medija, kao što je kada svjetlost putuje od vode do površine, dolazi do refleksije i prelamanja. Refleksija uzrokuje promjenu smjera svjetlosti i nastavak putovanja u vodi, dok refrakcija uzrokuje da se svjetlost odbije pod određenim uglom i uđe u zrak. Distribucija svjetlosti ovisi o kutu između izvora svjetlosti i površine vode; što je manji ugao, veći je udio reflektirane svjetlosti. Kada je ovaj ugao manji od određene vrijednosti, sva svjetlost će biti zarobljena u vodi i neće moći ući u zrak, što će rezultirati potpunom unutrašnjom refleksijom. Potpuna unutrašnja refleksija nastaje samo kada svjetlost putuje iz medija sa većim indeksom prelamanja u medij sa nižim indeksom prelamanja.
