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。

随着光纤熔接技术的发展，人们可以将光纤接头的损耗控制在0.1DB以下，为实现对整条光纤的所有小损耗的光纤接头进行有效观测，人们需要大动态范围的OTDR。增大OTDR 动态范围主要有两个途径：增加初始背向散射电平和降低噪声低电平。影响初始背向散射电平的因素是光的脉冲宽度。影响噪声低电平的因素是扫描平均时间。 多数的型号OTDR允许用户选择注入被测光纤的光脉冲宽度参数。在幅度相同的情况下，较宽脉冲会产生较大的反射信号，即产生较高的背向散射电平，也就是说，光脉冲宽度越大，OTDR的动态范围越大。

OTDR向被测的光纤反复发送脉冲，并将每次扫描的曲线平均得到结果曲线，这样，接收器的随机噪声就会随着平均时间的加长而得到抑制。在OTDR的显示曲线上体现为噪声电平随平均时间的增长而下降，于是，动态范围会随平均时间的增大而加大。在*初的平均时间内，动态范围性能的改善显着，在接下来的平均时间内，动态范围性能的改善显着，在接下来的平均时间内，动态范围性能的改善会逐渐变缓，也就是说，平均时间越长，OT DR的动态范围就越大。