光时域反射仪会打入一连串的光突波进入光纤来检验。检验的方式是由打入突波的同一侧接收光讯号，因为打入的讯号遇到不同折射率的介质会散射及反射回来。反射回来的光讯号强度会被量测到，并且是时间的函数，因此可以将之转算成光纤的长度。

光时域反射仪可以用来量测光纤的长度、衰减，包括光纤的熔接处及转接处皆可量测。在光纤断掉时也可以用来量测中断点。

OTDR动态范围的大小对测量精度的影响初始背向散射电平与噪声低电平的DB差值被定义为OTDR的动态范围。其中，背向散射电平初始点是入射光信号的电平值，而噪声低电平为背向散射信号为不可见信号。动态范围的大小决定OTDR可测光纤的距离。当背向散射信号的电平低于OTDR噪声时，它就成为不可见信号。