Die Bauform variiert je nach Zielbereich. In einer Standardausführung besteht der innere Kern aus einem Dielektrikum oder Halbleitermaterial, während die konzentrische äußere Leitung aus Metall oder einem leitfähigen Material besteht. Der Zwischenraum dient als Dielektrikum; er kann durch eine Beschichtung oder weitere Schichten ergänzt werden. Die Geometrie kann rund oder elliptisch sein, und das Verhältnis von Kern- zu Ringdurchmesser beeinflusst Moden und Impedanz.
Die Herstellung erfolgt meist durch mehrstufige Verfahren. Kern- und Dielektrikumsumfang werden auf Preformsbasis gefertigt und durch Ziehen zu einer Faser gegeben. Die äußere Leitung wird entweder während des Ziehvorgangs als Metallbeschichtung aufgebracht oder anschließend durch Deposition ergänzt. Eine sehr präzise Fertigung ist erforderlich, um Koaxialität und Schirmwirkung sicherzustellen.
Koaxialfasern ermöglichen kontrollierte Modenführung und elektromagnetische Abschirmung, bieten potenziell gute Hochfrequenz- oder Terahertzleistung und können integrierte opto-elektrische Funktionen unterstützen. Metallbeschichtungen bringen jedoch Verluste, Wärmeentwicklung und Kopplungskomplexität mit sich; die Fertigung ist anspruchsvoll und Kosten sowie Skalierbarkeit sind Herausforderungen.
Zu potenziellen Anwendungen zählen Terahertz-Kommunikation, Mikrowellen-Photonik, Sensorik und spezielle medizinische oder industrielle Systeme, in denen RF- und optische Signale gemeinsam geführt werden müssen. Der Stand der Technik liegt überwiegend in der Grundlagenforschung; breiter kommerzieller Einsatz ist noch rar.