光發射機的作用是將從復用設備送來的HDB3信碼變換成NRZ碼；接著將NRZ碼編為適合在光纜線路上傳輸的碼型；最后再進行電/光轉換，將電信號轉換成光信號并耦合進光纖。
光發射機由輸入接口、光源、驅動電路、監控電路、控制電路等構成，其核心是光源及驅動電路。在數字通信中，輸入電路將輸入的信號（如PCM脈沖）進行整形，變換成適于線路傳送的碼型后通過驅動電路光源，或者送到光調制器調制光源輸出的連續光波。為了穩定輸出的平均光功率和工作溫度，通常要設置一個自動的溫度控制及功率控制電路。
