광섬유 내에서 빛의 전파 원리는 굴절률이 높은 물질에서 낮은 물질로 빛이 진행될 때, 그 경계면에서 일정한 각도 내의 빛이 모두 반사되는 전반사의 원리에 있으며, 광섬유 코어(Core)로 입사된 빛은 굴절률이 높은 코어층과 굴절률이 낮은 클래딩(Cladding)층의 경계면에서 반사되어 광섬유 코어부분을 따라 전파되게 된다. 이러한 광섬유의 주성분은 실리카(Silica) 유리로 이루어져 있으며, 그 구조는 굴절률이 약간 높아지도록 저마늄(Ge)을 첨가한 광섬유 중심(core)부분과 그 중심을 보호하는 클래딩(cladding) 부분으로 구성되어 있다. 광섬유격자소자(FBG)는 저마늄이 첨가된 광섬유 코어 부분이 자외선 영역의 빛에 노출되면, 굴절률이 약간 증가하게 되는 현상을 이용하여 광섬유 격자를 개발하여 광통신이나 광섬유센서로 뛰어난 성능을 나타내는 새로운 소자로 개발되었다.
이 소자를 가지고 터널, 댐, 교량, 선박, 발전소 등 각종 토목구조물에 설치한 후 계측시스템을 이용하여 구조물의 안전성을 측정해줄 수 있도록 제작된 것이 광섬유 센서이다.