LEDは、電子（マイナスの性質を持つ）の多いN（－：negative）型半導体と、ホール（プラスの性質を持つ）の多いP（＋： positive）型半導体を接合したものです。 この半導体に順方向の電圧を加えると、電子とホールが移動して接合部で再結合し、この再結合エネルギーが光になって放出されます。

余分なエネルギーがLEDの光になります。 LEDを光らせるLED素子は、マイナス電子を多く持つn型半導体と、プラス電子を多く持つp型半導体からできています。 これに電流を流すと、プラス電子とマイナス電子とが勢いよくぶつかり合い、結合します。

LEDチップに順方向の電圧をかけると、LEDチップの中を電子と正孔が移動し電流が流れます。 移動の途中で電子と正孔がぶつかると結合（この現象を再結合という）し、再結合された状態では、電子と正孔がもともと持っていたエネルギーよりも、小さなエネルギーになります。