光纖傳感器根據其利用的不同原理，主要可以分為四種，每種傳感器都有自身的特性和優缺點，利用這些不同原理的光纖傳感器，可以用來測量不同的參數。
1、強度調制型光纖傳感器
是一種利用被測對象的變化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等參數的變化，而導致光強度變化來實現敏感測量的傳感器。有利用光纖的微彎損耗;各物質的吸收特性;振動膜或液晶的反射光強度的變化;物質因各種粒子射線或化學、機械的激勵而發光的現象;以及物質的熒光輻射或光路的遮斷等來構成壓力、振動、溫度、位移、氣體等各種強度調制型光纖傳感器。
優點：結構簡單、容易實現，成本低。
缺點：受光源強度波動和連接器損耗變化等影響較大 。
2、偏振調制光纖傳感器
是一種利用光偏振態變化來傳遞被測對象信息的傳感器。有利用光在磁場中媒質內傳播的法拉第效應做成的電流、磁場傳感器;利用光在電場中的壓電晶體內傳播的泡爾效應做成的電場、電壓傳感器;利用物質的光彈效應構成的壓力、振動或聲傳感器;以及利用光纖的雙折射性構成溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器等。
優點：可以避免光源強度變化的影響，因此靈敏度高。
缺點：不容易實現
3、頻率調制光纖傳感器
是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發生變化來進行監測的傳感器。有利用運動物體反射光和散射光的多普勒效應的光纖速度、流速、振動、壓力、加速度傳感器;利用物質受強光照射時的喇曼散射構成的測量氣體濃度或監測大氣污染的氣體傳感器;以及利用光致發光的溫度傳感器等。
優點：容易實現，成本低
缺點：靈敏度低
4、相位調制傳感器
其基本原理是利用被測對象對敏感元件的作用，使敏感元件的折射率或傳播常數發生變化，而導致光的相位變化，使兩束單色光所產生的干涉條紋發生變化，通過檢測干涉條紋的變化量來確定光的相位變化量，從而得到被測對象的信息。通常有利用光彈效應的聲、壓力或振動傳感器;利用磁致伸縮效應的電流、磁場傳感器;利用電致伸縮的電場、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克(Sagnac)效應的旋轉角速度傳感器(光纖陀螺)等。這類傳感器的靈敏度很高。但由于須用特殊光纖及高精度檢測系統，因此成本高。