光纤的特性是由它的折射率分布所决定的。光纤横截面上的折射率一般都是圆对称的，它只和径向坐标有关。根据纤芯折射在横截面上的分布形状来划分时，有阶跃型光纤和梯度型两种。阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变。纤芯的折射率和包层的折射率均是常数。梯度型光纤纤芯的折射率随着半径的增加而按一定的规律（如平方律、双正割曲线等）逐渐减小，到纤芯与包层交界处变为包层折射率，纤芯的折射率不是均匀常数。

渐变型光纤能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高。多模光纤多为渐变型光纤。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中，因此，光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生，直至光在某一折射率层产生全反射，使光改变方向，朝中心较高的折射率层行进。这时，光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度，在各折射率层中每折射一次，其值就增大一次，最后达到中心折射率最大的地方。在这以后，与上述完全相同的过程不断重复进行，由此实现了光波的传输。可以看出，光在渐变光纤中会自动地进行调整，从而最终到达目的地，这叫做自聚焦。