Đèn LED (Điốt phát sáng) phát ra ánh sáng thông qua một quá trình gọi là điện phát quang trong điểm nối P{0}}N bán dẫn. Thiết bị này bao gồm vật liệu loại N{2}}(có dư electron) và vật liệu loại P-(thiếu electron hoặc "lỗ"). Khi đặt một điện áp chuyển tiếp (thường là 1,8–3,3V), các electron từ phía N- sẽ chảy về phía P-, trong khi các lỗ trống di chuyển theo hướng ngược lại.
Tại điểm nối, các electron tái hợp với lỗ trống, giải phóng năng lượng. Trong đèn LED, năng lượng này được phát ra dưới dạng photon-gói ánh sáng-chứ không phải nhiệt, do dải cấm của vật liệu. Bước sóng (màu sắc) của photon phụ thuộc vào chất bán dẫn: gali arsenide cho màu đỏ/hồng ngoại, gali nitrit cho màu xanh lam/trắng (thường có lớp phủ phốt pho cho ánh sáng trắng). Việc chuyển đổi trực tiếp này giúp đèn LED hoạt động hiệu quả (80–200 lm/W), tạo ra ít nhiệt hơn so với bóng đèn sợi đốt. Đèn LED có tính định hướng, với gương phản xạ hoặc thấu kính tập trung đầu ra.
