En LED (Light Emitting Diode) sender ut lys gjennom en prosess som kalles elektroluminescens i et halvleder P-N-kryss. Enheten består av N-materiale (med overflødig elektroner) og P-materiale (med elektronmangler, eller "hull"). Når en foroverspenning (vanligvis 1,8–3,3V) påføres, strømmer elektroner fra N-siden mot P-siden, mens hullene beveger seg i motsatt retning.
I krysset rekombinerer elektroner med hull og frigjør energi. I LED-er sendes denne energien ut som fotoner-lyspakker-i stedet for varme, på grunn av materialets båndgap. Fotonets bølgelengde (farge) avhenger av halvlederen: galliumarsenid for rødt/infrarødt, galliumnitrid for blått/hvitt (ofte med fosforbelegg for hvitt lys). Denne direkte konverteringen gjør LED-er effektive (80–200 lm/W), og produserer lite varme sammenlignet med glødepærer. Lysdioder er retningsbestemte, med reflektorer eller linser som fokuserer utgangen.
