發光光纖是在纖芯和包層中摻入了發光物質和某些稀有元素構成的。發光物質可以吸收特定波長范圍內的光, 使自身被激發, 隨之向各個方向發射出熒光, 其中輻射方向滿足纖芯-包層界面全反射條件的發光將沿著光纖軸向傳輸。

發光光纖是利用光致發光材料構成的一種特殊光纖。其工作原理是：在光纖纖芯摻有發光材料，當激發光從側面或端面入射進纖芯時，纖芯中的發光材料被激發而發射發光。此發光將沿光纖傳播。所以實際上是一個會發光的光纖。這種光纖既可在特殊情況用作照明光源，也可用于光傳感。
發光光纖主要是利用光致發光的特性，其典型應用舉例如下：

(1)光纖傳感器——發光光纖傳感器是由具有在位、在線、實時、遠程、可逆、穩定等特點的光纖傳感技術結合發光分析的特異、敏感等優點而發展起來的, 已在分析領域得到廣泛的應用。

發光光纖檢測激發光的是否存在和光的強弱，例如，利用紫外激光的發光光纖，可檢測高壓電氣設備中的電暈放電現象（高壓電放電的電弧光，一般為紫光），以監測此設備是否運行安全。利用X光激發光纖中的熒光則可用于X光發生的圖像的檢測和傳輸。

(2)光纖光源——利用發光光纖的發光特性，可用于汽車和軍用設備等場合的儀表照明。

(3)發光光纖放大器——由于發光光纖中的光致發光材料有較高的能量轉換效率，因而用發光光纖可構成光纖放大器，利用熒光的高轉換效率使光纖中輸入的信號光得以放大。