發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。發光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時串聯限流電阻以控制通過二極管的電流。

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。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。

我們平時走在馬路上，會發現每一個LED組成的屏幕或者畫面都是變化莫測的。這說明LED燈是可以進行高速開關工作的。但是，對于我們平時使用的白熾燈，則達不到這樣的工作狀態。在平時生活的時候，如果開關的次數過多，將直接導 致白熾燈燈絲斷裂。這個也是LED燈受歡迎的重要原因。 [3]

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”。 [3]

對于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優良，而且要注意到紅、黃、藍、綠、白色LED等主要的顏色是否。因為在許多場合下，比如交通信號燈對顏色就要求比較嚴格，不過據觀察我國的一些LED信號燈中綠色發藍，紅色的為深紅，從這個現象來看我們對LED的光譜特性進行研究是非常必要而且很有意義的。

高亮度單色發光二極管和亮度單色發光二極管使用的半導體材料與普通單色發光二極管不同，所以發光的強度也不同。通常，高亮度單色發光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，亮度單色發光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。

LED燈珠的亮度不同，價格不同。 燈珠：一般亮度為60-70 lm；球泡燈：一般亮度為80-90 lm。 1W紅光，亮度一般為30-40 lm；1W綠光，亮度一般為60-80 lm；1W黃光，亮度一般為30-50 lm；1W藍光，亮度一般為20-30 lm。 注：1W亮度為60-110lm；3W亮度高可達240lm；5W-300W是集成芯片，用串/并聯封裝，主要看多少電流，電壓，幾串幾并。 LED透鏡：一次透鏡一般用PMMA、PC、光學玻璃、硅膠（軟硅膠，硬硅膠）等材料。角度越大出光效率越高，用小角度的LED透鏡，光線要射得遠的。

波長 波長一致，顏色一致。則價格高。 白光分暖色（色溫2700-4000K），正白（色溫5500-6000K），冷白（色溫7000K以上）歐洲人比較喜歡暖白。 紅光：波段600-680，其中620，630主要用于舞臺燈，690接近紅外線。 藍光：波段430-480，其中460，465舞臺燈用的較多。 綠光：波段500-580，其中525，530舞臺燈用的較多。