1960'larda camın bazı fiziksel özelliklerini keşfeden Charles Kao, bilgi çağında yüksek hızlı veri iletişiminin temellerini atmış ve "optik fiber iletişiminin babası" olarak bilinmektedir. Dr. Kao'nun öncü çalışmalarından önce, ışık saçılması nedeniyle oluşan aşırı sinyal kaybı nedeniyle cam fiberlerin bilgi iletkeni olarak uygun olmadığına yaygın olarak inanılıyordu. Dr. Kao, camı dikkatlice saflaştırarak, minimum sinyal zayıflamasıyla uzun mesafeler boyunca büyük miktarda bilgi iletebilen ve iletişim için bakır tellerin yerini alabilecek ince fiber demetleri oluşturmanın mümkün olduğunu fark etti. 2009 Nobel Fizik Ödülü'nü Kanadalı fizikçi Willard S. Boyle (1924-2011) ve Amerikalı bilim insanı George E. Smith (1930-) ile paylaştı. Birlikte, optik bilgiyi elektrik sinyallerine dönüştürmek için bir yük bağlantılı cihaz icat ettiler. Optik fiberler ve şarj bağlantılı cihazlar, günümüz tıp bilişiminin ve elektronik yayıncılığın dayandığı geniş bantlı iletişimi mümkün kılarken, oftalmolojik cihazlarda ve mikroskoplarda kullanılan özel görüntüleme cihazları da aynı şekilde bu teknolojiye bağlıdır.

Charles Kao, 4 Kasım 1933'te Çin'in Şanghay şehrinde doğdu. Babası avukat olup, 1925'te Michigan Üniversitesi'nden hukuk doktoru unvanını almış ve daha sonra Şanghay'daki Soochow Üniversitesi'nde profesör olmuştur. Çocukken Dr. Kao, evde özel bir öğretmenle klasik Çin edebiyatı okumuş ve Şanghay'daki bir uluslararası okulda İngilizce ve Fransızca öğrenmiştir.

1948'de Dr. Kao ailesiyle birlikte Hong Kong'a taşındı. 1952'de St. Joseph's College'da ortaokulu bitirdi. Daha sonra İngiltere'ye giderek Woolwich Polytechnic'te (şimdiki Greenwich Üniversitesi) elektrik mühendisliği alanında lisans eğitimini tamamladı. 1965'te Londra Üniversitesi'nden elektrik mühendisliği alanında doktora derecesi aldı ve İngiltere'nin Harlow kentindeki Standard Telephone and Cable Research Center'da mühendis olarak çalıştı.

1970 yılında Hong Kong Çin Üniversitesi'ne katılarak Elektrik Mühendisliği Bölümü'nü kurdu. 1974'te, Standard telefon ve kablo şirketlerinin ana şirketi olan ITT Corporation'da baş bilim insanı ve daha sonra mühendislik direktörü olarak çalışmak üzere ABD'nin Virginia eyaletindeki Roanoke şehrine taşındı. Bu dönemde, fiber optikle ilgili birçok önemli patent başvurusu yapıldı. 1982'de ITT'nin ilk yönetici bilim insanı olarak atandı ve Connecticut'a taşındı; burada Yale Üniversitesi'nde yardımcı doçent olarak da görev yaptı. 1987'de Dr. Kao, Hong Kong Çin Üniversitesi'ne başkan yardımcısı olarak geri döndü. 1996'da emekli oldu ve o zamandan beri misafir profesörlük ve çeşitli fahri görevlerde bulundu.

2004 yılında Dr. Kao'ya Alzheimer hastalığı teşhisi konuldu ve 1950'lerde Londra'da eğitim görürken tanıştığı eski Fortran programcısı eşi Maywan ile birlikte çocuklarına daha yakın olmak için Kaliforniya'ya taşındılar. Dr. Kao Nobel Ödülü'nü aldıktan sonra eşi bir röportajda ödülün Dr. Kao'nun tıbbi masraflarını karşılamak için kullanılacağını söyledi; bu, muhtemelen bir Nobel Ödülü'nün bu amaçla kullanıldığı ilk örnekti.

Dr. Kao'yu anmak için 2010 yılında Hong Kong'da bir posta pulu basıldı. Nobel Ödülü'ne ek olarak, Dr. Kao 1989'da Faraday Madalyası, 1985'te Alexander Graham Madalyası, 1985'te Marconi Madalyası ve dünyanın dört bir yanındaki üniversite ve kolejlerden çok sayıda fahri doktora unvanı da dahil olmak üzere birçok ödül almıştır.