是一种藉外加电压激发电子而放射出光(电能→光)的光电半导体组件。发光现象属半导体中的直接发光(没有第三质点的介入)。整个发光现象可分为三个过程(直接发光)：

价电带的电子受外来的能量(顺向偏压)，被激发至导电带，并 同时于价电带遗留一个电洞，形成电子-电洞对。 受激发的电子于导电带中，与其它质点碰撞(散射)，损失部份能量，而接近导电带边缘。 一旦导电带边缘的电子于价电带觅得电洞时，电子即从导电带边缘，经由陷阱中心(释放热能)或发光中心(释放光能)，回到价电带与电洞复合，电子-电洞对消 失。

因为led主要是电子经由发光中心与电洞复合而发光，所以是一种微细的固态光源，不但体积小、寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，而且能够配合轻、薄和小型化之应用设备的需求，成为日常生活中十分普遍的产品。

利用各种化合物半导体材料及组件结构之变化，设计出不同的led。依其发光波长分为可见光、不可见光(红外光、紫外光)。

可见光：有红、橙、黄、绿、蓝、紫等各种颜色，主要以显示用 途为主。又以亮度1烛光 (cd) 作为一般亮度和高亮度之分界点。一般亮度led广泛应用于各种室内显示用途；高亮度led则适合于户外显示，如：汽车第三煞车灯、户外信息看板和交通号志 等。 不可见光：短波长红外光可作为红外线无线通讯使用；长波长红外光则使用在中、短距离光纤通讯上，作为光通讯用光源。

使用的材料基本上已大致决定led所释出的波长，其中，适合制作1000mcd以上之高亮度led的材料，由长波长而短波长，分别为algaas（砷化铝镓）、algainp（磷化铝铟镓）及gainn（氮化铟镓）等。

algaas（砷化铝镓）适合于制造高亮度红光及红外线 led，主要以液相磊晶(lpe)法进行量产，使用双异质接面构造(dh)为主，但因为须制作algaas基板，技术的困难度很高，故投资开发的厂商较 少。 algainp（磷化铝铟镓）适合于高亮度红、橘、黄及黄绿光led，主要以金属有机气相磊晶(movpe)法进行量产，使用双异质接面(dh)及量子井 (qw)构造，效率更为提高。且由于algainp红光led在高温与高湿环境下，其寿命试验结果优于algaas红光led，未来有成为红光led主流 的趋势。

gainn（氮化铟镓）适合于高亮度深绿、蓝、紫及紫外光 led，以高温的金属有机气相磊晶(movpe)法进行量产，也采用双异质接面 (dh)及量子井(qw) 构造，效率比前述的 algaas、algainp 更高。全球各大厂均已积极投入相关材料组件技术之研发，并有所突破。