Charles Kao, joka löysi joitakin lasin fysikaalisista ominaisuuksista 1960-luvulla, loi perustan nopealle tiedonsiirrolle tietoyhteiskunnassa ja hänet tunnetaan "optisen kuitutiedonsiirron isänä". Ennen tohtori Kaon uraauurtavaa työtä uskottiin yleisesti, että lasikuidut eivät sovellu tiedonjohteiksi valonsironnan aiheuttaman liiallisen signaalihäviön vuoksi. Tohtori Kao ymmärsi, että puhdistamalla lasi huolellisesti oli mahdollista luoda hienokuituisia kimppuja, jotka kykenivät siirtämään suuria määriä tietoa pitkiä matkoja minimaalisella signaalinvaimennuksella ja korvaamaan kuparilangat tiedonsiirrossa. Hän jakoi vuoden 2009 Nobelin fysiikanpalkinnon kanadalaisen fyysikon Willard S. Boylen (1924-2011) ja amerikkalaisen tiedemiehen George E. Smithin (1930-) kanssa. Yhdessä he keksivät varauskytketyn laitteen optisen tiedon muuntamiseksi sähköisiksi signaaleiksi. Optiset kuidut ja varauskytketyt laitteet mahdollistavat laajakaistaisen tiedonsiirron, josta nykyaikainen lääketieteellinen informatiikka ja sähköinen julkaiseminen ovat riippuvaisia, samoin kuin tietyt kuvantamislaitteet oftalmologisissa laitteissa ja mikroskoopeissa.

Charles Kao syntyi 4. marraskuuta 1933 Shanghaissa, Kiinassa. Hänen isänsä, lakimies, suoritti oikeustieteen tohtorin tutkinnon Michiganin yliopistossa vuonna 1925 ja hänestä tuli myöhemmin professori Soochowin yliopistossa Shanghaissa. Lapsena tohtori Kao opiskeli klassista kiinalaista kirjallisuutta kotona opettajan johdolla ja englantia ja ranskaa kansainvälisessä koulussa Shanghaissa.

Vuonna 1948 tohtori Kao muutti perheineen Hongkongiin. Vuonna 1952 tohtori Kao suoritti keskiasteen koulutuksensa St. Joseph's Collegessa. Sen jälkeen hän muutti Englantiin suorittamaan sähkötekniikan kandidaatin tutkintoaan Woolwichin polyteknisessä korkeakoulussa (nykyinen Greenwichin yliopisto). Vuonna 1965 tohtori Kao suoritti sähkötekniikan tohtorin tutkinnon Lontoon yliopistossa ja työskenteli insinöörinä Standard Telephone and Cable Research Centerissä Harlow'ssa, Englannissa.

Vuonna 1970 hän liittyi Hongkongin kiinalaiseen yliopistoon perustaakseen sähkötekniikan laitoksen. Vuonna 1974 hän muutti Roanokeen, Virginiaan, Yhdysvaltoihin, työskennelläkseen ITT Corporationille (Standard telephone and cablen emoyhtiö) päätutkijana ja myöhemmin suunnittelujohtajana. Tänä aikana hänelle jätettiin useita kuituoptiikkaan liittyviä merkittäviä patentteja. Vuonna 1982 hänet nimitettiin ITT:n ensimmäiseksi johtavaksi tutkijaksi, ja hän muutti Connecticutiin, jossa hän toimi myös apulaisprofessorina Yalen yliopistossa. Vuonna 1987 tohtori Kao palasi Hongkongin kiinalaiseen yliopistoon varapresidentiksi. Hän jäi eläkkeelle vuonna 1996 ja on sittemmin toiminut vierailevana professorina ja useissa kunniavirkoissa.

Vuonna 2004 tohtori Kaolla diagnosoitiin Alzheimerin tauti, ja hän ja hänen vaimonsa May-wan, entinen Fortran-ohjelmoija, jonka hän tapasi opiskellessaan Lontoossa 1950-luvulla, muuttivat lopulta Kaliforniaan ollakseen lähempänä lapsiaan. Kun tohtori Kaolle myönnettiin Nobel-palkinto, hänen vaimonsa sanoi haastattelussa, että palkintoa käytettäisiin tohtori Kaon lääketieteellisten kulujen maksamiseen, mikä olisi mahdollisesti ensimmäinen kerta, kun Nobel-palkintoa käytettäisiin tällaiseen tarkoitukseen.

Hongkongissa julkaistiin vuonna 2010 postimerkki tohtori Kaon muistoksi. Nobelin palkinnon lisäksi tohtori Kao on saanut useita palkintoja, kuten Faradayn mitalin vuonna 1989, Alexander Grahamin mitalin vuonna 1985, Marconin mitalin vuonna 1985, sekä lukuisia kunniatutkintoja yliopistoista ja korkeakouluista ympäri maailmaa.