光子晶体光纤（也称为多孔光纤，空气孔辅助型光纤，微结构光纤）的波导特性不是来自于随空间变化的玻璃组分而实现的，而是通过贯穿整个光纤长度的紧密排列的小的空气孔来实现的一种光纤。空气孔可以通过包含孔状结构的预制棒来得到，该预制棒可通过首先堆叠毛细管和固体管（堆叠管技术），然后再将这些管子插入更大的管子来得到。通常，需要将预制棒纤拉制成直径为1 mm的棒，再拉制成需要的直径为125微米的光纤。如果采用非常软的玻璃和聚合物，那么可以通过挤压方法制备光子晶体光纤的预制棒[13,33]。

空气孔可以有很多种排列方式，因此得到PCFs具有很多不同的性质。所有的这些PCFs都可看做是特种光纤。

最简单的光子晶体光纤（也是最常用的）的空气孔为三角形，中间的孔缺。即实心的芯周围是排列好的空气孔。这种类型的PCF可以通过有效折射率模型来理解：缺失的孔处具有更高的有效折射率，与普通光纤中的纤芯类似。

还有光子带隙光纤（PGB光纤）具有完全不同的导波机制，利用包层区域的光子晶体带隙结构。后者甚至可以是吸纳在空心中导波（即，在低折射率区域），这时大部分的光在中心的孔中传播（参阅空心光纤）。 这种空气导引空心光子晶体光纤（或者）可以得到很低的非线性效应和很高的损伤阈值。它通常可以传播很窄波长范围的光，宽度为100-200nm，由于大部分光在空心区域传播，因此这种光纤可以用于高光强的脉冲压缩。

大多数的PCFs是由纯石英制造的（参阅石英光纤），是可以采用之前所述的制 造技术制造的。但是，也出现了很多采用其它材料制造的PCFs，尤其值得提出的是重金属软玻璃和聚合物（塑料光纤），有时甚至用于太赫兹辐射。

光子晶体光纤种类包含空芯、非线性、保偏、无截止单模和大模场光纤。