電光調制器(EOM)是利用某些電光晶體，如鈮酸鋰(LiNbO3)、砷化鎵(GaAs)和鉭酸鋰(LiTaO3)的電光效應而制成的。電光調制是基于線性電光效應(普爾克效應)即光波導的折射率正比于外加電場變化的效應。電光效應導致的相位調制器中光波導折射率的線性變化，使通過該波導的光波有了相位移動，從而實現相位調制。單純的相位調制不能調制光的強度。但由包含兩個相位調制器和兩個Y分支波導構成的馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉儀型調制器可以調制光的強度。
M-Z干涉儀式調制器結構如圖1所示。輸入光波經過一段光路后在一個Y分支處被分成相等的兩束，分別通過兩光波導傳輸，光波導是由電光材料制成的，其折射率隨外加電壓的大小而變化，從而使兩束光信號分別到達第2個Y分指出產生相位差。若兩束光的光程差是波長的整數倍，兩束光相干抵消，調制器輸出很小。因此通過控制電壓就能對光信號進行調制。
對于各種類型的高速調制器，主要應考慮高頻信號的頻率限制問題，為此可將高頻調制信號以行波形式輸入，以確保電光調制器中光波和調制電場具有相同的速度。目前高速長距離系統中，所用調制器大多數是以M-Z干涉儀為基礎的行波電極電光調制器。