發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。

在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

所謂的“干凈”不是指的燈表面以及內部的干凈，而是這個燈是屬于冷光源的，不會產生太多的熱量，不會吸引那些喜光喜熱的昆蟲。特別是在夏天，農村的蟲子會特別的多。有的蟲子天性喜熱，白熾燈和節能燈在使用一段時間之后都會產生熱量，這個熱量正好是蟲子喜歡的，就容易吸引蟲子過來。這無疑會對燈表面帶來很多的污染物，而且，蟲子的排泄物還會使得室內變得很臟。但是，LED燈是冷光源，不會吸引蟲子過來的，這樣，就不會產生蟲子的排泄物。所以說，LED燈更加的 “干凈”。
LED發光強度是表征它在某個方向上的發光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數實際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。
發光二極管還可分為普通單色發光二極管、高亮度發光二極管、亮度發光二極管、變色發光二極管、閃爍發光二極管、電壓控制型發光二極管、紅外發光二極管和負阻發光二極管等。LED的控制模式有恒流和恒壓兩種，有多種調光方式，比如模擬調光和PWM調光，大多數的LED都采用的是恒流控制，這樣可以保持LED電流的穩定，不易受VF的變化，可以延長LED燈具的使用壽命。
普通單色發光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬于電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。普通單色發光二極管的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決于制造發光二極管所用的半導體材料。紅色發光二極管的波長一般為650～700nm，琥珀色發光二極管的波長一般為630～650nm ，橙色發光二極管的波長一般為610～630nm左右，黃色發光二極管的波長一般為585nm左右，綠色發光二極管的波長一般為555～570nm。