LED是发光二极管的简称，也是半导体材料所制成的发光元件。
LED的基本原理为，晶片两端的电极端子上施加电压，只需要导入极小的电流，经由电子电洞的结合，即将剩余的能量以光的形式激发释出，另外，有部分LED 的发光原理，则是借由电子加速碰撞后与游离化过程中释放出能量而发光。
若将LED晶片/晶粒经由封装程序包装后，即成为一般常见的LED产品，不过以下游封装或加工技术的不同，LED的形态大不相同，传统的LED大部分多为炮弹型结构，或称为Lamp LED。
相对白炽灯泡来讲，LED灯没有灯丝，属于冷发光，且光效高，节能系数好，现在有很多种类型产品上使用，封装也有很多种，Display，SMD，以及点矩阵型，还有现在的miniLED跟Micro LED，随着科技的进步后续LED还会以很多种类型体现出来。
光为电磁波的一种，随着波长的不同会产生不同的颜色，通常肉眼能看到的光，统称为可见光，其波长介于380nm-760nm间，可产生如彩虹般的七彩颜色，依波长递减依序为红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、紫光。
如果波长超过上述区间（过高或者过低）则就是非人肉眼所能见的范围，通常高于760nm以上称为红外光，反之若低于380nm的波长则称为紫外光，不过每个人对光源频谱的感受多少都有些差异，颜色感受度也不相同，一般物理学上，将波长与颜色的关系简单区分成如表格所示：
颜色名称
波长范围（nm）
红外线
>770
红色
630-750
橙色
595-630
黄色
560-595
绿色
490-560
蓝色
435-490
紫色
400-435
紫外线
<380
至于LED是将电能装换成光，而随着半导体材料组成结构的不同，产生不同的波长，不同颜色的光。

一般来说，组成发光二极管的半导体材料可分为二六族
Ⅱ
 ⅢⅣ Ⅴ Ⅵ
一 硼（B） 碳（C） 氮（N） 氧（O）
镁（Mg） 铝（Al） 矽（Si） 磷（P） 硫（S）
锌（Zn） 镓（Gs） 锗（Ge） 砷（As） 硒（Se）
镉（Cd）铟（In） 锡（Sn） 锑（Sb） 碲（Te）
汞（Hg） 砣（Ti） 铅（Pb） 铋（Bi） 钋（Po）
目前普遍用来作为LED半导体基板或发光的材料多为三五族元素，如砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）、砷化铝镓（AlGaAs）、氮化镓（GaN）其中砷化镓材料可发出红光或者红外光，氮化镓可以发出绿光或蓝光，如果在基板之之上覆盖不同的化学元素的发光层材料，并配合不同的磊晶技术，则可显示出多种色彩，好比在磷化镓基板上覆盖不同化学元素的发光层材料，并配合不同的磊晶技术，可以显示出多种色彩，好比在磷化镓基板上放入磷砷化镓作为发光层，并采用氧相磊晶加扩散法磊晶，通过调整磷、砷的比例，便可使发光波长范围涵盖红光、橙光及黄光，但是其亮度都达不到1000mcd，一般称为传统LED。

事实上目前新一代技术主流已经来到，以氮化镓为发光层材料，并改用蓝宝石作为基板，并采用MOVPE法磊晶，可以产出蓝绿光或蓝光，且亮度为8000mcd以上，又称为GaN系列化合物LED。
然而，拥有七彩颜色的LED，要达到全彩化或高效率照明的目标，仍必须要发出白光，故当蓝光技术在1993年问世，并在2001年逐渐成熟，业界便开始透过组合不同颜色光的LED来输出白光的效果，才使得LED的应用市场大幅拓展，也让白光LED成为高亮度LED中，成长性最大的产品。
综合来看，LED可依波长、发光层材料、磊晶技术的不同，而可区分不同的种类，其中，依波长，可分为可见光。不可见光两大类，若以磊晶层材料来分，可分为二元、三元、四元、及GaN系化合物，不同类别的LED，也都有各自领应用领域。