按光纤的组成材料可分为：石英玻璃光纤（主要材料为SiO2）、复合光纤（主要材料为SiO2、Na2O和CaO等氧化物）、硅酸盐光纤、氟化物光纤、塑包光纤、全塑光纤、液芯光纤、测光光纤、尾光光纤、工业光纤等。光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。
（1）石英玻璃光纤
石英玻璃光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃（SiO2）材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维。由于石英玻璃光纤传输波长范围宽（从近紫外到近红外，波长从0.38～2.0&mum），所以石英玻璃光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输。另外，石英玻璃光纤数值孔径大、光纤芯径大、机械强度高、弯曲性能好和很容易与光源耦合等优点，故在传感、光谱分析、过程控制及激光传输、激光医疗、测量技术、刑侦，信息传输和照明等领域的应用极为广泛。尤其是在工业和医学等领域的激光传输中得到了广泛的应用，这是其他种类的光纤无法比拟的。
（2）复合光纤
复合光纤（Compound Fiber）是在SiO2原料中再适当混合诸如氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O2）、氧化钾（K2O2）等氧化物的多成分玻璃作成的光纤。其特点是多成分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
（3）氟化物光纤
氟化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称ZBLAN（即将氟化铝（ZrF4）、氰化钡（BaF2）、氟化镧（LaF3）、氟化铝（A1F2）、氰化钠（NaF）等氯化物玻璃原料简化成的缩语）。它主要工作在2～10pm波长的光传输业务。
由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发，如其理论上的最低损耗在3pm波长时可达3～10dB/km，而石英光纤在1.55pm时却在0.15～0.16dB/km之间。
目前，ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.4～2.7pm的温敏器和热图像传输，尚未广泛实用。不过最近，为了利用ZBLAN进行长距离传输，正在研制1.3pm的掺错光纤放大器（PDFA）。
（4）塑包光纤
塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是用高纯度的石英玻璃制作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较，具有纤芯粗、数值孔径（NA）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
（5）全塑光纤
全塑光纤是将纤芯和包层都用塑料（聚合物）制作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光链路的光通信中。原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。损耗受到塑料固有的C-H结合结构制约，一般每千米可达几十分贝。为了降低损耗很多公司正在开发应用氟索系列塑料。由于塑料光纤（Plastic Optical Fiber）的纤芯直径为1 000pm，是单模石英光纤的100倍，接续简单，而且易于弯曲，施工容易。近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近，在汽车内部LAN中应用较快，未来在家庭LAN中也可能得到应用。
（6）碳涂层光纤
碳涂层光纤是在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤，称为碳涂层光纤（CCF，Carbon Coated Fiber）。其机理是利用碳素的致密膜层，使光纤表面与外界隔离，以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤（HCF）的一种。
（7）金属涂层光纤
金属涂层光纤（Metal Coated Fiber）是在光纤的表面涂上Ni、Cu、A1等金属层的光纤。它是抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。早期产品是在拉丝过程中，涂上熔解的金属制作而成的。由于此法因玻璃与金属的膨胀系数差异太大，会增加弯曲造成损耗，实用率不高。近期，由于在玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法，使其性能大有改善。
（8）掺稀土光纤
掺稀土光纤是在光纤的纤芯中，掺杂铒（Er）、钕（Nd）、镨（Pr）等稀土族元素的光纤。1985年英国的索斯安普顿（Sourthampton）大学的佩思（Payne）等首先发现掺杂稀土元素的光纤（Rare Earth Doped Fiber）有激光振荡和光放大的现象。现在使用的1.55pm EDFA就是利用掺铒的单模光纤，其利用1.47pm的激光进行激励，得到1.55pm光放大信号。另外，掺镨的氟化物光纤放大器（PDFA）正在开发中。
（9）发光光纤
发光光纤是采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时，产生的荧光一部分，可经光纤闭合进行传输的光纤。发光光纤（Luminescent Fiber）可以用于检测辐射线和紫外线，以及进行波长变换，或用做温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称做闪光光纤（Scintillation Fiber）。