Le fibre ottiche sono filamenti di materiali vetrosi o polimerici, in grado di condurre al loro interno la luce convogliando e guidando al loro interno un campo elettromagnetico di frequenza sufficientemente alta con perdite limitate, Il primo prototipo di fibra ottica nasce nel 1956 ad opera degli studiosi Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters e Lawrence E. Curtiss che la impiegarono per la realizzazione di un gastroscopio medico. Il funzionamento delle fibre ottiche, in parole semplici, consiste nel fenomeno della riflessione della luce totale interna: il raggio luminoso in pratica mantiene un angolo di rifrazione tale per cui si riflette con continuità all'interno della fibra con una velocità inarrivabile da altri materiali. Estrema flessibilità, nessun sviluppo di calore (luce fredda), quasi totale immunità ai vari disturbi elettrici o alle condizioni atmosferiche, scarsa sensibilità alle variazioni di temperatura ed estrema leggerezza, intensità luminosa molto alta e regolabile con continuità rappresentano solo alcune delle caratteristiche che hanno proclamato il successo dell'illuminazione a fibre ottiche.
Nel campo della microscopia l'illuminazione a fibre ottiche è particolarmente indicata in quanto permette di illuminare anche oggetti di piccolissime dimensioni da vicino e senza sviluppare calore al contrario delle normali lampadine.