纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大，带宽只有几十兆赫·公里。常做成大芯径，大数值孔径（例如芯径为100微米，NA为0.30）光纤,以提高与光源的耦合效率，适用于短距离、小容量的通信系统。
纤芯折射率分布。纤芯中心折射率最高，沿径向按下式渐变：
n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2 (2)
式中α为折射率分布指数。可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析其传输原理。在分析中可近似地认为各层内折射率均匀。当入射角为θ0的光线入射纤芯后，在各层界面依次折射。按折射定律，折射角θ1逐渐增大，直到大于全反射临界角θc；发生全反射后，即折向纤芯中心。然后，经各层时折射角又逐渐减小，到达中心时仍为θ0。结果光线呈正弦形轨迹。高次模即入射角较大的光线处于靠近包层的区域，这里折射率较小，光速较大，因此虽然路程较长，传输时间仍有可能与处于中心区的低次模接近或一致，即各模式的光线轨迹可聚焦于一点，使模间色散大大减小。当折射率分布接近抛物线(α=2)时，模间色散最小，带宽可达吉赫·公里的水平。
当光纤的归一化频率ν<2.41时,光纤中只允许单一模式（基模）传输，就成为单模光纤。根据式(2)，这种光纤芯径和数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米，因此连接耦合难度大。由于是单模传输，消除了模间色散,在波长1.3微米附近材料色散又趋近于零，因此带宽极大（可达数百吉赫·公里）。单模光纤被视为今后大容量长途干线通信的主要传输线。
组成光纤的玻璃成分以SiO2为主，约占百分之几十，此外还含有碱金属、碱土金属、铅硼等的氧化物。它的特点是熔点低（1400摄氏度以下），可用传统的坩埚法拉丝，适于制做大芯径、大数值孔径光纤。这种光纤尚处于研制阶段，故应用不多。
这是一种以高纯石英作纤芯、塑料（如有机硅）作包层的突变型多模光纤。芯径和数值孔径较大，例如芯径大于200微米，NA大于0.3。这种光纤便于连接和耦合，适于短距离小容量系统使用。
光纤材料主要是特制的高透明度的有机玻璃、聚苯乙烯等塑料，可做成突变型或渐变型多模光纤，光纤衰减已从初期的500～1000分贝/公里降低到数十分贝/公里,但仍须进一步降低。它的特点是柔软、加工方便、芯径和数值孔径大。
裸光纤脆而易断，这是因为玻璃光纤表面总是存在随机分布的微裂纹，在潮气、尘埃和应力作用下迅速增殖而导致破坏。在光纤拉丝的同时立即涂覆一层塑料护层，制成一次被覆光纤，可保证光纤的高强度和长寿命。但为了进一步提高其耐压和抗弯折等机械性能，便于成缆和使用，往往在表面上再挤覆一层较厚的塑料层，这就是二次被覆光纤,也称被覆光纤。它的外径一般为 1毫米左右。按照光纤在二次被覆护层中的松动状态，还可分为松包光纤和紧包光纤两类。
