広帯域なスペクトルを持った光をFBGに入射すると、屈折率が周期的に変化しているグレーティング部分の反射は、式（1）に示したブラッグ波長と呼ばれる特定の波長に対してのみ、互いに強めあう方向に干渉します。

これによってFBGは、　ブラッグ波長の光成分のみを反射し、それ以外の光成分をすべて透過させます。

このブラッグ波長を観測することにより、FBGに加えられた歪と温度を観測することができます。たとえば、FBGが長手方向に引っ張られたとします。この場合、機械的にΛが伸びると同時にｎも変化します。

その結果、ブラッグ波長は長波側にシフトします。その比率は、１ µε（１ mの長さが１ µm伸びる歪）あたり約1.2 pmです。つまり、ブラッグ波長を観測し、その値が1.2 pm長くなったのであれば、FBGは、１ µεの歪を受けていると言えます。

また、FBGに熱が加わり、温度が上昇したとします。この場合、熱膨張によりΛが伸び、同時にｎも変化します。その結果ブラッグ波長は長波側にシフトします。その比率は、１ ℃あたり約10 pmです。