半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

初LED用作儀器儀表的指示光源，后來(lái)各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來(lái)是采用命，低光視效能的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。

對(duì)于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發(fā)白光的LED開(kāi)發(fā)成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發(fā)藍(lán)光（λp=465nm，Wd=30nm），高溫?zé)Y(jié)制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍(lán)光激發(fā)后發(fā)出黃色光射，峰值550nLED燈m。藍(lán)光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹(shù)脂薄層，約200-500nm。 LED基片發(fā)出的藍(lán)光部分被熒光粉吸收，另一部分藍(lán)光與熒光粉發(fā)出的黃光混合，可以得到白光。
新型綠色環(huán)保光源：LED運(yùn)用冷光源，眩光小，無(wú)輻射，使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)。LED的工作電壓低，采用直流驅(qū)動(dòng)方式，低功耗（單管0.03~0.06W），電光功率轉(zhuǎn)換接近，在相同照明效果下比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。LED的環(huán)保效益更佳，光譜中沒(méi)有紫外線和紅外線，而且廢棄物可回收，沒(méi)有污染，不含汞元素，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。
多變換：LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256X256X256（即16777216）種顏色，形成不同光色的組合。LED組合的光色變化多端，可實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。
LED光源的應(yīng)用非常靈活，可以做成點(diǎn)、線、面各種形式的輕薄短小產(chǎn)品；LED的控制極為，只要調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光；不同光色的組合變化多端，利用時(shí)序控制電路，更能達(dá)到豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果。LED已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種照明設(shè)備中，如電池供電的閃光燈、微型聲控?zé)?、安全照明燈、室外道路和室?nèi)樓梯照明燈以及建筑物與標(biāo)記連續(xù)照明燈。