LED（發光二極管）的發光原理是基於半導體材料的電子和空穴在特定條件下結合，從而釋放能量並以光的形式發出。
LED的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，這兩者之間形成一箇PN結。當LED兩端加上正向電壓時，電子從N區（電子較多的區域）移動到P區（空穴較多的區域），或者從P區移動到N區，這些電子和空穴在PN結附近相遇並重新結合。在這個過程中，電子從高能級躍遷到低能級，釋放出的能量以光子的形式發出，光的顏色（即波長）取決於LED材料的能級差。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同，因此不同材料的LED可以發出不同波長的光，常見的有紅色、綠色、藍色等。
此外，LED的發光效率高，因爲它直接將電能轉化爲光能，減少了其他形式的能量損失。