Wzmacniacz EDFA wykonany jest z kilkumetrowego odcinka światłowodu (włókna optycznego) domieszkowanego erbem. Światłowód połączony jest z pompą optyczną (laser dużej mocy). Światło lasera i sygnał wejściowy doprowadzany jest do światłowodu za pomocą sprzęgacza WDM. Podczas pracy wzmacniacza pompa laserowa wzbudza jony erbu Er3+, poprzez które oddają energię wzmacniając sygnał optyczny przechodzący przez włókno. Sygnał wzmacniany jest na skutek zjawiska wymuszonej emisji (inwersji obsadzeń uzyskanych w wyniku pompowania optycznego).