LED (Light Emitting Diode) gefur frá sér ljós í gegnum ferli sem kallast rafljómun í hálfleiðara P-N mótum. Tækið samanstendur af efni af N-gerð (með umfram rafeindum) og efni af gerðinni P- (með rafeindaskorti, eða "göt"). Þegar framspenna (venjulega 1,8–3,3V) er beitt streyma rafeindir frá N-hliðinni í átt að P-hliðinni á meðan holur hreyfast í gagnstæða átt.
Á mótunum sameinast rafeindir aftur með holum og losa orku. Í ljósdíóðum er þessi orka gefin út sem ljóseindir-ljóspakkar-frekar en hita, vegna bandbils efnisins. Bylgjulengd ljóseindarinnar (liturinn) fer eftir hálfleiðaranum: gallíumarseníð fyrir rautt/innrautt, gallíumnítríð fyrir blátt/hvítt (oft með fosfórhúð fyrir hvítt ljós). Þessi beina umbreyting gerir LED skilvirkar (80–200 lm/W), sem framleiða lítinn hita miðað við glóperur. Ljósdíóða er stefnuvirkt, með endurskinsmerki eða linsur sem einbeita sér að úttakinu.
