De transmissie van licht binnen een optische vezel is analoog aan water dat door een rubberen buis stroomt. Een lichtstraal komt het ene uiteinde van de vezel binnen, en zelfs als de vezel gebogen is, zal het licht nog steeds langs de buis reizen en het andere uiteinde verlaten.
Over het algemeen wordt aangenomen dat licht zich in rechte lijnen voortbeweegt, dus hoe kan het hier zo flexibel buigen? Dit vereist een discussie over reflectie en breking. Wanneer licht zich in één medium voortbeweegt, beweegt het zich in een rechte lijn; op het grensvlak tussen twee media, zoals wanneer licht van water naar het oppervlak reist, treden echter reflectie en breking op. Reflectie zorgt ervoor dat het licht van richting verandert en zijn reis in het water voortzet, terwijl breking ervoor zorgt dat het licht onder een bepaalde hoek afbuigt en de lucht binnendringt. De lichtverdeling is afhankelijk van de hoek tussen de lichtbron en het wateroppervlak; hoe kleiner de hoek, hoe groter het aandeel gereflecteerd licht. Wanneer deze hoek kleiner is dan een bepaalde waarde, zal al het licht in het water worden opgesloten en niet in de lucht kunnen komen, wat resulteert in totale interne reflectie. Totale interne reflectie vindt alleen plaats wanneer licht zich verplaatst van een medium met een hogere brekingsindex naar een medium met een lagere brekingsindex.
