按照传输模式分类，光纤有多模光纤和单模光纤两种。多模光纤可以传输若干个模式，而单模光纤对给定的工作波长只能传输一个模式。目前常用的多模光纤主要有50/125μm和62.5/125μm两种。单模光纤的纤芯直径一般为9/125μm。

多模光纤—纤芯较粗(50或62.5μm)，由于光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长（约1 微米），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。同时因为其模间色散较大，限制了传输频率，而且随距离的增加会更加严重。根据以上特点，多模光纤多用于传输速率相对较低，传输距离相对较短的网络中，如局域网等，这类网络中通常具有节点多，接头多，弯路多，而且连接器、耦合器的数量多，单位光纤长度使用的有源设备多等特点，使用多模光纤可以降低网络成本。

OM3（万兆）多模光纤是随着网络应用带宽需求的提高，而被当前更多采用的一种多模光纤，因为普通多模光纤只能支持万兆传输几十米， ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2002年9月正式颁布。这类光纤是基于50/125，将光纤对LED和激光的传输窗口的两种带宽模式都进行了优化，采用新型的光收发器，可以使OM3标准的光纤系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米。

单模光纤的纤芯较小(一般为9μm左右)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通信，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。单模光纤多用于传输距离长，传输速率相对较高的线路中，如长途干线传输，城域网建设等，目前的FTTx和HFC网络以单模光纤为主。