发光二极管（LED）的工作原理基于电致发光原理，即通过电流的输入将电能转化为光能。LED主要由P型半导体和N型半导体组成，当在LED两端施加正向电压时，电子从N型半导体区域跃迁到P型半导体区域，同时空穴也从P型区域跃迁到N型区域。在PN结附近，这些电子和空穴复合，释放出能量，形成光子。这些光子的能量与半导体材料的能带结构有关，因此可以通过选择不同的材料来实现不同颜色的光发射。
LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。当电流通过这个PN结时，电子与空穴在PN结附近复合，产生自发辐射的荧光，从而将电能直接转换为光能。
LED具有单向导电性，只有在其处于正向工作状态（即两端加上正向电压）时才会发光。LED的光通量、发光效率、发光强度、光强分布和波长等参数决定了其发光的亮度和颜色。
LED的应用非常广泛，从指示灯到照明设备，由于其高效、长寿命和多样的颜色选择，LED已经成为现代照明技术的重要组成部分