无论波长如何，LED 的发光原理都是相同的，并且基于半导体的 pn 结。当电场施加到p型半导体时，空穴移动，而在n型半导体中，电子移动。就能量而言，n型半导体中存在的电子具有较高的能带，与p型半导体中空穴存在的能带产生间隙。

当施加电场扰动电子和空穴时，电子从n型能带跃迁到p型能带。结果，电子和空穴碰撞，产生与能隙相对应的光和热并消失。由于能带隙根据半导体的成分而变化，因此可以通过组合材料来调整发射波长。

砷化铝镓 (AlGaAs) 通常用于输出近红外波段的波长。一般来说，红外LED还存在发光效率比可见光LED低的问题。