LED是固体半导体器件，可以直接将电转化为光。发光二极管由ⅲ-ⅳ族化合物制成，如GaAs、GaP、砷化镓等。发光二极管的核心是PN结。所以它具有一般pn结的I-N特性，即正向导通、反向截止和击穿特性。
LED的心脏是半导体晶圆。晶片的一端贴在支架上，另一端是负极，另一端连接到电源的正极，这样整个晶片被环氧树脂封装。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，其中空穴占优势，另一端是N型半导体，另一端主要是电子，中间通常是1到5周期的量子阱。当电流通过导线作用在晶片上时，电子和空穴会面向量子阱，在量子阱中电子和空穴复合，然后能量以光子的形式被宣布，这就是LED珠的原理。光的波长也是光的颜色，由构成P-N结的数据决定。
