光時域反射儀會打入一連串的光突波進入光纖來檢驗。檢驗的方式是由打入突波的同一側接收光訊號，因為打入的訊號遇到不同折射率的介質會散射及反射回來。反射回來的光訊號強度會被量測到，并且是時間的函數，因此可以將之轉算成光纖的長度。
光時域反射儀可以用來量測光纖的長度、衰減，包括光纖的熔接處及轉接處皆可量測。在光纖斷掉時也可以用來量測中斷點。
OTDR動態范圍的大小對測量精度的影響 初始背向散射電平與噪聲低電平的DB差值被定義為OTDR的動態范圍。其中，背向散射電平初始點是入射光信號的電平值，而噪聲低電平為背向散射信號為不可見信號。動態范圍的大小決定OTDR可測光纖的距離。當背向散射信號的電平低于OTDR噪聲時，它就成為不可見信號。
隨著光纖熔接技術的發展，人們可以將光纖接頭的損耗控制在0.1DB以下，為實現對整條光纖的所有小損耗的光纖接頭進行有效觀測，人們需要大動態范圍的OTDR。增大OTDR 動態范圍主要有兩個途徑：增加初始背向散射電平和降低噪聲低電平。影響初始背向散射電平的因素是光的脈沖寬度。影響噪聲低電平的因素是掃描平均時間。多數的型號OTDR允許用戶選擇注入被測光纖的光脈沖寬度參數。在幅度相同的情況下，較寬脈沖會產生較大的反射信號，即產生較高的背向散射電平，也就是說，光脈沖寬度越大，OTDR的動態范圍越大。
OTDR向被測的光纖反復發送脈沖，并將每次掃描的曲線平均得到結果曲線，這樣，接收器的隨機噪聲就會隨著平均時間的加長而得到抑制。在OTDR的顯示曲線上體現為噪聲電平隨平均時間的增長而下降，于是，動態范圍會隨平均時間的增大而加大。在*初的平均時間內，動態范圍性能的改善顯著，在接下來的平均時間內，動態范圍性能的改善顯著，在接下來的平均時間內，動態范圍性能的改善會逐漸變緩，也就是說，平均時間越長，OT DR的動態范圍就越大。
盲區對OTDR測量精度的影響 我們將諸如活動連接器、機械接頭等特征點產生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來的一系列“盲點”稱為盲區。光纖中的盲區分為事件盲區和衰減盲區兩種：由于介入活動連接器而引起反射峰，從反射峰的起始點到接收器飽和峰值之間的長度距離，被稱為事件盲區；光纖中由于介入活動連接器引起反射峰，從反射峰的起始點到可識別其他事件點之間的距離，被稱為衰減盲區。對于OTDR來說，盲區越小越好。 盲區會隨著脈沖寬的寬度的增加而增大，增加脈沖寬度雖然增加了測量長度，但也增大了測量盲區，所以，我們在測試光纖時，對OTDR附件的光纖和相鄰事件點的測量要使用窄脈沖，而對光纖遠端進行測量時要使用寬脈沖。
OTDR的“增益”現象 由于光纖接頭是無源器件，所以，它只能引起損耗而不能引起“增益”。OTDR通過比較接頭前后背向散射電平的測量值來對接頭的損耗進行測量。如果接頭后光纖的散射系數較高，接頭后面的背向散射電平就可能大于接頭前的散射電平，抵消了接頭的損耗，從而引起所謂的“增益”。在這種情況下，獲得準確接頭損耗的**方法是：用OTDR從被測光纖的兩端分別對該接頭進行測試，并將兩次測量結果取平均值。這就是分別對該接頭進行測試，并將兩次測量結果取平均值。這就是雙向平均測試法，是目前光纖特性測試中必須使用的方法。
OTDR能否測量不同類型的光纖 如果使用單模OTDR模塊對多模光纖進行測量，或使用一個多模OTDR模塊對諸如芯徑為 62.5mm的單模光纖進行測量，光纖長度的測量結果不會受到影響，但諸如光纖損耗、光接頭損耗、回波損耗的結果卻都是不正確的。這是因為，光從小芯徑光纖入射到大芯徑光纖時，大芯徑不能被入射光完全充滿，于是在損耗測量上引起誤差，所以，在測量光纖時，一定要選擇與被測光纖相匹配的OTDR進行測量，這樣才能得到各項性能指標均正確的結果。
