Принцип роботи світлодіоду заснований на p-n переході. Це явище у фізиці сприймається як «область зіткнення двох напівпровідникових матеріалів із провідністю різного типу»: n-тип (негативний, електронний) і p-тип (позитивний, дірочний). Для процесу необхідний постійний струм, що тече в одному напрямку.
У світлодіод, На відміну від лампи розжарювання або люмінесцентної лампи, електричний струм перетворюється безпосередньо на світлове випромінювання, і, теоретично, це можна зробити майже без втрат.
Світлодіод або світловипромінюючий діод (СД, СІД; англ. light-emitting diode, LED) – напівпровідниковий прилад з електронно-дірковим переходом, що створює оптичне випромінювання при пропусканні через нього електричного струму в прямому напрямку.
Принцип роботи світлодіода полягає в наступному: світіння виникає при рекомбінації електронів та дірок у ділянці p-n-переходу. Отже, передусім потрібен p-n-переход, тобто контакт двох напівпровідників із різними типами провідності.