光纤传感器的发展虽然只有十几年的历史，但是人类已研制出百余种光线传感器。按照不同的角度，其分类也有不同。
根据光纤在传感器中的作用分类，光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三类。
A. 功能型（全光纤型）光纤传感器：光纤在其中不仅是导光媒介，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制。此类传感器的优点是结构紧凑、灵敏度高。但是，它需要用特殊光纤和先进的检测技术，因此成本高。其典型例子如光纤陀螺、光纤水听器等。
B. 非功能型（传光型）光纤传感器：光纤在其中仅起导光作用，光照在非光纤型敏感元件上受被测量调制，此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低，但灵敏度也低，适用于对灵敏度要求不太高的场合。目前，已实用化或尚在研制中的光纤传感器，大都是非功能型的。
C. 拾光型光纤传感器：用光纤为探头接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。七点醒的例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。
根据光受被测对象调制形式进行分类，光纤传感器分一下四类。
A. 强度调制型光纤传感器：这是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。常见的有利用光纤的微弯损耗，各种物质的吸收特性，振动膜或液晶的反射光强度的变化，物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象，以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、位移、气体等多种强度调制型光纤传感器。这类光纤传感器的优点是结构简单、容易实现，成本低。其缺点是受光源强度的波动和连接器损耗变化等的影响较大。
B. 偏振调制光纤传感器：这是一种利用光的偏振态的变化来传递被测对象信息的传感器。常见的由利用光在磁场中的媒质内传播的法拉第效应做成的电流、磁场传感器，利用光在电场中的压电晶体内的泡尔效应做成的电场、电压传感器，利用物质的光弹效应构成的压力、振动或声传感器，以及利用光纤的双折射性构成的温度、压力、震动等传感器。这类传感器可以避免光源强度变化的影响，因此灵敏度较高。
C. 频率调制光纤传感器：这是一种利用由被测对象引起的光频率的变化来进行监测的传感器。通常有利用运动物体反射光和散射光的多普勒效应的光纤速度、流苏、振动、压力、加速度传感器，利用物质受强光照射时的喇曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器，以及利用光致发光的湿度传感器等。
D. 相位调制传感器：其基本原则是利用被测对象对敏感元件的作用，使敏感元件的折射率或传播常数发生变化，而导致光的相位变化。然后利用干涉仪来检测这种相位变化而得到被测对象的信息。通常有利用光弹效应的声、压力或振动传感器，利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器，利用电致伸缩的电场、电压传感器，以及利用Sagnac效应的旋转角速度传感器（光纤陀螺）等。这类传感器的灵敏度很高。但由于须用特殊光纤及高精度检测系统，因此成本很高。
