Charles Kao, người đã phát hiện ra một số tính chất vật lý của thủy tinh vào những năm 1960, đã đặt nền móng cho truyền thông dữ liệu tốc độ cao trong kỷ nguyên thông tin và được biết đến là "cha đẻ của truyền thông cáp quang". Trước công trình tiên phong của Tiến sĩ Kao, người ta tin rằng sợi thủy tinh không phù hợp để dẫn truyền thông tin vì sự suy hao tín hiệu quá mức do tán xạ ánh sáng. Tiến sĩ Kao nhận ra rằng bằng cách tinh chế thủy tinh một cách cẩn thận, có thể tạo ra các bó sợi mảnh có thể truyền lượng lớn thông tin trên khoảng cách xa với sự suy hao tín hiệu tối thiểu và có thể thay thế dây đồng trong truyền thông. Ông đã chia sẻ giải Nobel Vật lý năm 2009 với nhà vật lý người Canada Willard S. Boyle (1924-2011) và nhà khoa học người Mỹ George E. Smith (1930-). Cùng nhau, họ đã phát minh ra thiết bị ghép điện tích (CCD) để chuyển đổi thông tin quang học thành tín hiệu điện. Sợi quang và CCD cho phép truyền thông băng thông rộng mà tin học y tế hiện đại và xuất bản điện tử phụ thuộc vào, cũng như các thiết bị hình ảnh chuyên dụng trong thiết bị nhãn khoa và kính hiển vi.

Charles Kao sinh ngày 4 tháng 11 năm 1933 tại Thượng Hải, Trung Quốc. Cha ông là một luật sư, nhận bằng Tiến sĩ Luật học từ Đại học Michigan năm 1925 và sau đó trở thành giáo sư tại Đại học Tô Châu ở Thượng Hải. Khi còn nhỏ, Tiến sĩ Kao học văn học cổ điển Trung Quốc tại nhà với gia sư và học tiếng Anh và tiếng Pháp tại một trường quốc tế ở Thượng Hải.

Năm 1948, Tiến sĩ Kao chuyển gia đình đến Hồng Kông. Năm 1952, Tiến sĩ Kao hoàn thành chương trình trung học tại trường St. Joseph's College. Sau đó, ông sang Anh để hoàn thành chương trình đại học ngành kỹ thuật điện tại trường Woolwich Polytechnic (nay là Đại học Greenwich). Năm 1965, Tiến sĩ Kao nhận bằng tiến sĩ kỹ thuật điện từ Đại học London và làm kỹ sư tại Trung tâm Nghiên cứu Điện thoại và Cáp Standard ở Harlow, Anh.

Năm 1970, ông gia nhập Đại học Trung văn Hồng Kông để thành lập Khoa Kỹ thuật Điện. Năm 1974, ông chuyển đến Roanoke, Virginia, Hoa Kỳ, làm việc cho Tập đoàn ITT (công ty mẹ của Standard Telephone and Cable) với tư cách là nhà khoa học trưởng và sau đó là giám đốc kỹ thuật. Trong thời gian này, nhiều bằng sáng chế quan trọng liên quan đến cáp quang đã được đăng ký. Năm 1982, ông được bổ nhiệm làm nhà khoa học điều hành đầu tiên của ITT và chuyển đến Connecticut, nơi ông cũng giữ chức vụ giáo sư thỉnh giảng tại Đại học Yale. Năm 1987, Tiến sĩ Kao trở lại Đại học Trung văn Hồng Kông với tư cách là Phó hiệu trưởng. Ông nghỉ hưu năm 1996 và từ đó đến nay vẫn giữ các chức vụ giáo sư thỉnh giảng và nhiều vị trí danh dự khác nhau.

Năm 2004, Tiến sĩ Kao được chẩn đoán mắc bệnh Alzheimer, và ông cùng vợ, May-wan, một lập trình viên Fortran mà ông gặp khi học ở London vào những năm 1950, cuối cùng đã chuyển đến California để gần gũi hơn với các con. Sau khi Tiến sĩ Kao được trao giải Nobel, vợ ông cho biết trong một cuộc phỏng vấn rằng giải thưởng sẽ được dùng để chi trả các chi phí y tế của Tiến sĩ Kao, có lẽ đây là lần đầu tiên giải Nobel được sử dụng cho mục đích như vậy.

Tem bưu chính Hồng Kông kỷ niệm Tiến sĩ Kao được phát hành năm 2010. Ngoài giải Nobel, Tiến sĩ Kao đã nhận được nhiều giải thưởng khác, bao gồm Huy chương Faraday năm 1989, Huy chương Alexander Graham năm 1985, Huy chương Marconi năm 1985, và nhiều bằng tiến sĩ danh dự từ các trường đại học và cao đẳng trên khắp thế giới.