Seperti diod biasa, diod pemancar cahaya terdiri daripada persimpangan PN dan juga mempunyai kekonduksian satu arah. Apabila voltan ke hadapan digunakan pada diod pemancar cahaya, lubang yang disuntik dari rantau P ke rantau N dan elektron yang disuntik dari rantau N ke rantau P masing-masing akan dihubungkan dengan elektron di rantau N dan lubang kosong di rantau P dalam beberapa mikron persimpangan PN. Gabungan lubang, mengakibatkan pelepasan spontan pendarfluor. Keadaan tenaga elektron dan lubang dalam bahan semikonduktor yang berbeza adalah berbeza. Apabila elektron dan lubang menggabungkan semula, tenaga yang dikeluarkan agak berbeza, lebih banyak tenaga dilepaskan, semakin pendek panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Biasa digunakan adalah diod yang memancarkan cahaya merah, hijau atau kuning. Voltan kerosakan terbalik diod pemancar cahaya lebih besar daripada 5 volt. Keluk ciri volt-ampere ke hadapannya sangat curam, dan perintang mengehadkan arus mesti disambungkan secara bersiri untuk mengawal arus melalui diod.
Bahagian teras diod pemancar cahaya adalah wafer yang terdiri daripada semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N, dan terdapat lapisan peralihan antara semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N, yang dipanggil persimpangan PN. Di persimpangan PN beberapa bahan semikonduktor, apabila pembawa minoriti yang disuntik menggabungkan semula dengan pembawa majoriti, tenaga berlebihan dilepaskan dalam bentuk cahaya, dengan itu secara langsung menukar tenaga elektrik menjadi tenaga ringan. Apabila voltan terbalik digunakan pada persimpangan PN, sukar bagi pembawa minoriti untuk menyuntik, jadi ia tidak memancarkan cahaya. Apabila ia berada dalam keadaan kerja ke hadapan (iaitu, voltan ke hadapan digunakan pada kedua-dua hujung), apabila arus mengalir dari anod LED ke katod LED ke katod, kristal semikonduktor memancarkan cahaya warna yang berbeza dari ultraviolet ke inframerah, dan keamatan cahaya berkaitan dengan arus.
