Випромінене світлодіодом світло лежить у вузькому діапазоні спектру, тобто світлодіод спочатку випромінює практично монохроматичне світло (якщо йдеться про ЦД видимого діапазону) – на відміну від лампи, що випромінює ширший спектр, від якої певний колір свічення можна отримати лише застосуванням світлофільтра.
В основному використовуються сполуки Галій Фосфіду тривалентного, які додають різні домішки. За допомогою цих сполук отримують світлодіоди зі свіченням червоного, помаранчевого жовтого та зеленого кольори.
Колір (або, що те саме, енергія випромінюваних фотонів) залежить від того, 1) з яких напівпровідників виготовлений світлодіод2) які легуючі домішки були використані на контакті напівпровідників; 3) яка ширина забороненої зони (де відбувається рекомбінація дірок та електронів); 3) яка сила струму.
Світлення 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.