发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时串联限流电阻以控制通过二极管的电流。
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
节能是LED灯的特点 在能耗方面，LED灯的能耗是白炽灯的十分之一，是节能灯的四分之一。这是LED灯的一个大的特点。现在的人们都崇尚节能环保，也正是因为节能的这个特点，使得LED灯的应用范围十分广泛，使得LED灯十分的受欢迎。
LED灯内部不含有任何的汞等重金属材料，但是荧光灯中含有，这就体现了LED灯环保的特点。现在的人都十分重视环保，所以，会有更多的人愿意选择环保的LED灯。 [3]
LED灯还有一个的特点，就是反应的速度比较快。只要一接通电源，LED灯马上就会亮起来。对比我们平时使用的节能灯，其反应速度更快，在打开传统灯泡时，往往需要很长的时间才能照亮房间，在灯泡的发热之后，才能亮起来。 [3]
所谓的“干净”不是指的灯表面以及内部的干净，而是这个灯是属于冷光源的，不会产生太多的热量，不会吸引那些喜光喜热的昆虫。特别是在夏天，农村的虫子会特别的多。
对于LED的光谱特性我们主要看它的单色性是否优良，而且要注意到红、黄、蓝、绿、白色LED等主要的颜色是否。因为在许多场合下，比如交通信号灯对颜色就要求比较严格，不过据观察我国的一些LED信号灯中绿色发蓝，红色的为深红，从这个现象来看我们对LED的光谱特性进行研究是非常必要而且很有意义的。
1987年，柯达公司邓青云等成功制备了低电压、高亮度的有机发光二极管（OLED），次向世界展示了OLED在商业上的应用前景‘“。1995年，Kido在science杂志上发表了白光有机发光二极管（wOLED）的文章， 虽然效率不高，但揭开了OLED照明研究的序幕。经过几十年的发展，OLED的效率和稳定性早已满足小尺寸显示器的要求，受到众多仪器仪表、手机和移动终端公司的青睐，大尺寸技术也日渐完善。 [5]
LED灯珠的亮度不同，价格不同。 灯珠：一般亮度为60-70 lm；球泡灯：一般亮度为80-90 lm。 1W红光，亮度一般为30-40 lm；1W绿光，亮度一般为60-80 lm；1W黄光，亮度一般为30-50 lm；1W蓝光，亮度一般为20-30 lm。 注：1W亮度为60-110lm；3W亮度高可达240lm；5W-300W是集成芯片，用串/并联封装，主要看多少电流，电压，几串几并。 LED透镜：一次透镜一般用PMMA、PC、光学玻璃、硅胶（软硅胶，硬硅胶）等材料。角度越大出光效率越高，用小角度的LED透镜，光线要射得远的。