A közönséges diódákhoz hasonlóan a fénykibocsátó diódák is egy PN-csomópontból állnak, és egyirányú vezetőképességgel is rendelkeznek. Amikor előre irányuló feszültséget alkalmazunk a fénykibocsátó diódára, a P régióból az N régióba injektált lyukakat és az N régióból a P régióba injektált elektronokat az N régió elektronjaihoz és a P régió üres lyukaihoz csatlakoztatják a PN csomópont néhány mikronján belül. Lyuk rekombináció, ami a fluoreszcencia spontán kibocsátását eredményezi. A különböző félvezető anyagok elektronjainak és lyukainak energiaállapotai eltérőek. Amikor az elektronok és a lyukak rekombinálódnak, a felszabaduló energia némileg eltérő, minél több energia szabadul fel, annál rövidebb a kibocsátott fény hullámhossza. Általánosan használt diódák, amelyek vörös, zöld vagy sárga fényt bocsátanak ki. A fénykibocsátó dióda fordított meghibásodási feszültsége nagyobb, mint 5 volt. Az elülső volt-amper jellegzetes görbéje nagyon meredek, és egy áramkorlátozó ellenállást sorozatban kell csatlakoztatni, hogy az áramot a diódán keresztül vezérelje.
A fénykibocsátó dióda magrésze egy P-típusú félvezetőkből és N-típusú félvezetőkből álló ostya, és van egy átmeneti réteg a P-típusú félvezetők és az N-típusú félvezetők között, amelyet PN-csomópontnak neveznek. Egyes félvezető anyagok PN-csomópontjában, amikor az injektált kisebbségi hordozók rekombinálódnak a többségi hordozókkal, a felesleges energia fény formájában szabadul fel, ezáltal közvetlenül átalakítva az elektromos energiát fényenergiává. Amikor a fordított feszültséget a PN csomópontra alkalmazzák, a kisebbségi fuvarozók számára nehéz injektálni, így nem bocsát ki fényt. Amikor előremeneti üzemi állapotban van (azaz mindkét végére előrefeszültséget alkalmaznak), amikor az áram a LED-es anódból a katódba áramlik, a félvezető kristály különböző színű fényt bocsát ki az ultraibolya és az infravörös között, és a fény intenzitása az áramhoz kapcsolódik.
