無線光通信系統以大氣作為傳輸媒質來進行光信號的傳送。只要在適當距離的收發兩個端機之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發射功率，即可實現無線光通信。   
    無線光通信系統的一般原理如圖1所示，由激光源、摻鉺光纖放大器、發射光學系統、接收光學系統和接收機等組成，具體儀器包括專用望遠物鏡、標準光收發機和高功率的Er/Yb光放大器等，其中望遠物鏡和光收發送機組合在一起。其關鍵技術是多徑發射和使用放大器補償光通道損耗。   
    在點對點傳輸的情況下，每一端都設有光發射機和光接收機，可以實現全雙工通信。系統所用的基本技術是光電轉換。光發射機的光源受到電信號的調制，通過作為天線的發射光學系統，將光信號通過大氣信道傳送到接收機望遠鏡；接收機望遠鏡收集接收到光信號并將它聚焦在光電檢測器中，光電檢測器將光信號轉換成電信號。   
    由于大氣空間對不同光波長信號的透過率有較大的差別，FSO系統一般選用透過率較好的波段窗口，最常用的光學波長是近紅外光譜中的850nm；還有一些FSO系統使用1500nm波長頻段，可以支持更大的系統功率。