发光二极管简称为LED。由含镓（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。
当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
LED最初用于仪器仪表的指示性照明，随后扩展到交通信号灯。再到景观照明、车用照明和手机键盘及背光源。后来发展出微型发光二极管(micro-LED)的新技术，其将原本发光二极管的尺寸大幅缩小，用可独立发光的红、蓝、绿微型发光二极管成阵列排列形成显示阵列用于显示技术领域。微型发光二极管具有自发光显示特性，比自发光显示的有机发光二极管(Organic Light Emitting DiodeOLED)效率高、寿命较长、材料不易受到环境影响而相对稳定。[9]
2023年5月，新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟的科学家开发了世界上最小的LED（发光二极管）。[10]
2024年2月5日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所团队深挖机理、创新工艺，制备出一款高效稳定的钙钛矿发光二极管，相关论文发于国际学术期刊《自然·光子学》。[12]
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。 LED 极性
发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。