L’evoluzione più recente delle connessioni Internet è la fibra ottica: esso altro non è che un sottilissimo cavo dove i dati non viaggiano come impulsi elettrici (come invece capita con le tecnologie precedenti), ma come “punti di luce”, dove ogni punto di luce equivale ad un bit. Il cuore di questo cavo quindi è una sorta di “tubo di vetro” dove i dati luminosi viaggiano confinati ad elevatissima velocità.

È attualmente la migliore tecnologia per le connessioni di tipo digitale, nonché quella più costosa per via della messa in posa di nuovi cavi e nuove strutture per gestirla.
Il funzionamento è di per se semplicissimo: un’apparecchiatura alla centrale telefonica si occupa di convertire i segnali elettrici in segnali luminosi da inviare lungo la fibra, e viceversa per i segnali luminosi in arrivo, riconvertiti in segnali elettrici gestibili dal modem di casa.

Le più recenti evoluzioni dell'ADSL, le VDSL permettono di raggiungere i 52 Mega in download e i 12 Mega in upload, ponendosi in diretta concorrenza con la tecnologia a fibra ottica “pura”; Per poter usufruire della VDSL è necessaria la vicinanza a una cabina DSLAM (le cosidette cabine "con il cappello rosso") sulla quale è portata la fibra ottica pura. Questa configurazione FTTC è quella utilizzata per fornire la VDSL, con una parte in fibra ottica e la parte finale (la distanza dalla cabina DSLAM all'utenza finale) sul normale doppino di rame.

La tecnologia a fibra ottica è molto stabile, quasi del tutto immune alle interferenze e al deterioramento dei cavi (salvo strappi del nucleo di vetro) e offre velocità molto simili al valore contrattuale almeno in configurazione FTTH (il cavo di fibra ottica arriva fino al modem dell'utenza finale, senza intermediari in rame).Grazie all’elevata capienza di banda offerta da questo tipo di connessione, è possibile raggiungere una velocità teorica di oltre 100 Mega al secondo per le linee domestiche, spesso in parallelo (in configurazione FTTH) o in asimmetrica fino a 150 Mega in download (in configurazione FTTB).