La iluminación por fibra óptica, por el momento, es la que puede proporcionar la luz más intensa de todos los tipos de iluminación que se utilizan en visión artificial. La idea básica es conducir la luz procedente de una lámpara halógena, de xenón, de metal halide o LED, que se encuentra en una fuente de iluminación, a través de un haz de fibras ópticas, que termina en una adaptador específico para cada tipo de aplicación.
Estos adaptadores pueden tener forma circular, lineal, puntual o de panel, y pueden ser de distintas dimensiones. En los haces de fibra óptica hay cierta pérdida de intensidad con relación a la longitud o distancia. Normalmente no se aconseja utilizar haces de fibra óptica de una longitud superior a 5 metros, ya que por una parte se pierde intensidad y por otra el precio se hace un factor determinante. Una de las ventajas de la fibra óptica es que proporciona luz fría, y por tanto es ideal en aplicaciones donde los sistemas que puedan emitir calor sean un inconveniente o también en entornos deflagrantes.
Las fuentes de iluminación acostumbran a incorporar una bombilla halógena y generalmente incluyen un estabilizador de corriente, con una fuente de alimentación para la lámpara halógena (150W) que se aloja en un espacio donde se conecta el haz de fibra óptica. La potencia de iluminación de la lámpara halógena se controla mediante un reóstato. La vida media de las lámparas halógenas utilizadas con este tipo de iluminación oscila entre 1000 y 2000 horas.
Algunas fuentes de iluminación incorporan control de intensidad vía puerto serie RS-232 de forma que se puede controlar desde un elemento externo como un PC.
Dado que las fuentes de luz utilizadas hasta el momento con los sistemas de fibra óptica estaban provistas de una iluminación halógena, y tenían un tiempo de vida muy corto, se ha hecho necesario ver otras posibles alternativas, entre las que destacan: los sistemas combinados de led y fibra óptica.