LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能直接转化为光能的半导体器件。其工作原理基于电子与空穴的复合过程。当电流通过由P型和N型半导体材料构成的LED时，电子从N区向P区移动，而空穴则从P区向N区移动。在P-N结处，电子与空穴相遇并结合，这一过程中释放出的能量以光子的形式发射出来，从而实现电能到光能的转换。
LED的发光颜色主要取决于构成P-N结的半导体材料种类。不同材料的带隙宽度不同，导致释放的光子能量也不同，进而决定了LED发出光的颜色。例如，使用镓氮化物（GaN）材料可以制造出蓝色LED，而红光和绿光LED则通常采用砷化镓（GaAs）等材料。
此外，现代LED技术还发展出了白光LED，它通常通过在蓝光LED上涂覆一层黄色荧光粉来实现。蓝光激发荧光粉后，部分光被转化为黄光，两种光混合后便呈现出接近自然光的白色光源。这一技术使得LED在照明领域得到了广泛应用，不仅节能高效，而且具有较长的使用寿命。