LED (Light Emitting Diode) kiirgab valgust läbi protsessi, mida nimetatakse elektroluminestsentsiks pooljuhtide P-N-siirdes. Seade koosneb N--tüüpi materjalist (liigsete elektronidega) ja P--tüüpi materjalist (elektronide puudujääkidega ehk "aukudega"). Kui rakendatakse päripinget (tavaliselt 1,8–3,3 V), voolavad elektronid N--poolelt P--poole poole, augud aga vastupidises suunas.
Ristmikul taasühendavad elektronid aukudega, vabastades energiat. Valgusdioodides kiirgatakse see energia materjali ribalaiuse tõttu pigem footonite-valguspakettidena-, mitte soojusena. Footoni lainepikkus (värvus) sõltub pooljuhist: galliumarseniid punase/infrapuna jaoks, galliumnitriid sinise/valge jaoks (sageli luminofoorkattega valge valguse jaoks). See otsene muundamine muudab LED-id tõhusaks (80–200 lm/W), toodavad hõõglampidega võrreldes vähe soojust. LED-id on suunatud, helkurid või läätsed fokuseerivad väljundit.
