光纖激光器按增益介質的不同，可分為稀土摻雜光纖激光器和受激散射光纖激光器。
（1）摻雜光纖激光器
摻雜光纖激光器的增益介質是摻稀土離子的光纖，常用于光纖激光器稀土離子有鉺離子（Er 3+ ）、鐿離子（Yb 3+ ）、釹離子（Nd 3+ ）、鐠離子（Pr 3+ ）、銩離子（Tm 3+ ）等，其發光機制是受激輻射，光纖激光器根據工作介質中所摻雜的稀土離子的能級結構特點，輸出相對應的激光波長。
（2）受激散射光纖激光器
受激散射光纖激光器的發光機制是非線性效應，主要是受激拉曼散射和受激布里淵散射。這兩種現象都是由于光纖中持續形成高飽和激光功率時產生的現象，由于受激散射現象會使得激光器輸出激光質量惡化具有一定的危險性，但某種程度上這種非線性效應現象也可以利用起來，例如近幾年很火的拉曼光纖激光器就是受激拉曼散射現象得一種利用，此外受激散射光纖激光器在光纖陀螺、光纖傳感、波分復用及相干光通信系統中有著重要的應用。
按工作機制的的不同，可分為上轉換光纖激光器和下轉換激光器。上轉換光纖激光器是一種輸出波長比泵浦波長長的光纖激光器，即上轉換發光是反斯托克斯發光過程，其發射光子的能量大于激發光子的能量，按其發光過程可分為 4 種情況，即激發態吸收（ESA）、雙光子吸收（TPA）、能量傳遞（ETU）和光子雪崩（PA）。上轉換光纖激光器的增益介質中一般包含兩個稀土離子，例如銩/鐿共摻上轉換發光玻璃材料中，鐿離子作為敏化劑，為銩離子提供能量，而銩離子作為激活劑，吸收由鐿離子受激輻射發射的能量，在銩離子的某一特定能級上形成粒子數反轉從而發射光子，此過程為上轉換發光。
現如今商業化的光纖激光器絕大部分為下轉換光纖激光器，它們的工作介質通常只摻雜一種稀土離子，常見摻 Yb 3+ 光纖激光器、摻 Er 3+ 光纖激光器等均屬于此類激光器。
連續光纖激光器由于其運轉模式連續及其波導式結構的特點，具有輸出激光能量均勻、高增益、高轉換效率、可實現超高功率輸出、光束質量較好、容易實現單模輸出和性能穩定等優點，在激光顯示、傳感、軍事、工業加工和醫療等領域均有應用。
目前無論在國內還是國內，由于高功率連續單模光纖激光器外均可實現萬瓦級的輸出，高功率連續多模光纖激光器可實現比單模光纖激光器更高的輸出功率，因此高功率連續激光器是工業加工領域的寵兒。
（1）激光焊接
嚴格意義上的單模光纖激光器譜寬一般為 Hz 或者 kHz 量級，但是工業用的單模光纖激光器的譜寬可放寬到 nm 量級。連續單模光纖激光器除了具備所有連續光纖激光器的優點之外，還具單模輸出的特性，意味著激光器輸出的激光能量較均勻，這對于激光焊接來講將會大大提高焊接質量，得到較均勻美觀的焊縫以及穩固的焊接接口。目前，高功率的單模激光焊接設備廣泛應用在焊接厚的金屬鋼板或者船舶、軍用設備。
（2）激光切割
隨著連續光纖激光器在高功率輸出方向上的不斷突破，單模連續光纖激光器具有優良的光束質量和穩定性，利用高功率單模連續光纖激光器可更精準地實現厚材板的切割，大大地提高了加工效率，而可實現更高功率輸出的連續多模光纖激光器可應用于切割更厚的材料。
