EDFA的基本結構主要由激活介質(幾十米長的摻雜應時光纖，纖芯直徑為3-5微米，摻雜濃度為(25-1000)x10-6)，泵浦光源(990或1480nmLD)，光耦合器和光隔離器組成。
信號光和泵浦光可以在鉺光纖中以相同方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或兩個方向(雙向泵浦)傳播。當信號光和泵浦光同時註入鉺光纖時，鉺離子在泵浦光的作用下被激發到高能級，並迅速衰減到亞穩態能級，當它們在入射信號光的作用下回到基態時，發出與信號光對應的光子，使信號被放大。