其工作原理是利用发光二体的材料：也就是Ⅲ-Ⅴ族元素化合物，在单晶上形成具有P-N接合面半导体。藉由外部施加Vcc电压，使电子与电洞结合达热平衡时，过剩的能量会以光的形式直接释出。而不是传统灯泡 ，采用滤光镜 间接得到所需光谱。

　　至于发光效率、发光波长是与使用的材料、结构、添加物有关，(示意图显示基本发光原理)

　　发光二极管的电流一旦由P侧流入N侧时,P侧电极级注入电洞,N侧电极即注入电子,电洞在P层移动(扩散),电子在N层移动(扩散),达到P-N接合.若电洞与电子的能量达到某定值(Diffusion电压,Vd)以上,则电洞即跨越P-N接合进入N层,而与大量电子再结合、发光。电子也一样,会跨越P-N接合进入P层,而与大量电洞再结合、发光。