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Le cœur d'une fibre optique conventionnelle est un cylindre de verre ou de plastique qui court sur toute la longueur de la fibre. Il est entouré d'un milieu à faible indice de réfraction, généralement une gaine en verre ou en plastique. La lumière qui circule dans le cœur est réfléchie par la limite cœur-gaine par réflexion totale interne, tant que l'angle entre la lumière et la limite est inférieur à l'angle critique. Ainsi, la fibre transmet tous les rayons qui la pénètrent avec un angle suffisamment faible par rapport à son axe. L'angle limite est appelé angle d'acceptance, et les rayons confinés par la limite cœur-gaine sont appelés rayons guidés.
Le cœur est caractérisé par son diamètre, ou section transversale. Dans la plupart des cas, la section transversale du cœur est circulaire, mais le diamètre est défini plus rigoureusement comme la moyenne des diamètres du plus petit cercle circonscrit à la limite cœur-gaine et du plus grand cercle inscrit à l'intérieur de cette limite. Ceci permet de tenir compte des écarts de circularité dus aux variations de fabrication.
Une autre statistique fréquemment citée pour la taille du cœur est le diamètre du champ modal. Il s'agit du diamètre pour lequel l'intensité lumineuse dans la fibre chute à une fraction spécifiée de son maximum (généralement 1/e₂ ≈ 13,5 %). Pour une fibre monomode , le diamètre du champ modal est supérieur au diamètre physique du cœur, car la lumière pénètre légèrement dans la gaine sous forme d'onde évanescente.
Les trois tailles de noyau les plus courantes sont :
9 µm de diamètre (monomode)
50 µm de diamètre (multimode)
62,5 µm de diamètre (multimode)
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