עיקרון העבודה הבסיסי של חיישני סיבים אופטיים הוא הזנת האור ממקור האור לתוך המאפנן דרך הסיבים האופטיים, מה שגורם לפרמטרים הנמדדים לקיים אינטראקציה עם האור הנכנס לאזור המודולציה, וכתוצאה מכך שינויים בתכונות האופטיות של האור ( כגון עוצמה, אורך גל, תדר, פאזה, מצב קיטוב וכו'), הנקרא אור האותות המאופנן. לאחר מכן, על ידי ניצול השפעת האור הנמדד על מאפייני השידור, המדידה הושלמה.
ישנם שני עקרונות מדידה עבור חיישני סיבים אופטיים. חיישני סיבים אופטיים מסוג פיזי מנצלים את הרגישות של סיבים אופטיים לשינויים סביבתיים, והופכים כמות פיזית של קלט לאותות אופטיים מאופנים. עקרון העבודה שלו מבוסס על אפקט אפנון אופטי של סיבים אופטיים, המתייחס לתופעה שמאפייני השידור של סיבים אופטיים, כגון פאזה ועוצמת האור, ישתנו כאשר גורמים סביבתיים חיצוניים כגון טמפרטורה, לחץ, שדה חשמלי, מגנטי שינוי שדה וכו'. חיישן סיב אופטי מובנה הוא מערכת מדידה המורכבת מאלמנטים לזיהוי אור (אלמנטים רגישים), מעגלי שידור סיבים אופטיים ומעגלי מדידה. הסיבים האופטיים משמשים רק כאמצעי התפשטות האור, ולכן הוא ידוע גם כחיישן סיבים אופטיים לא פונקציונליים מסוג שידור.
