LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和制程有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED工作电压低(仅1.5-3V)，能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压(或电流)调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长(10万小时)。制造LED的材料不同，可以产生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED所发出光的波长，也就是光谱或颜色。

    史上第一个LED所使用的材料是砷(As)化镓(Ga)，其正向PN结压降(VF，可以理解为点亮或工作电压)为1.424V，发出的光线为红外光谱。另一种常用的LED材料为磷(P)化镓(Ga)，其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。

    基于这两种材料，早期LED工业运用GaAs1-xPx材枓结构，理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED，下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过PN结压降可以确定LED的波长颜色。其中典型的有GaAs0.6P0.4的红光LED，GaAs0.35P0.65的橙光LED，GaAs0.14P0.86的黄光LED等。由于製造採用了镓、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为叁元素发光管。

    而GaN(氮化镓)的蓝光LED、GaP的绿光LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。而目前最新的制程是用混合铝(Al)、钙(Ca)、铟(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。

    发光强度：发光强度的衡量单位有照度单位(勒克司Lux)、光通量单位(流明Lumen)、发光强度单位(烛光Candlepower)1CD(烛光)指完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方公分面积的发光强度。(以前指直径为2.2公分，品质为75.5克的鲸油烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5公分，沿水準方向的发光强度)1L(流明)指1CD烛光照射在距离为1公分，面积为1平方公分的平面上的光通量。