LED是利用化合物材料制成pn結的光電器件。它具備pn結結型器件的電學特性：I-V特性、C-V特性和光學特性：光譜回應特性、發光光強指向特性、時間特性以及熱學特性。

　　LED光學特性

　　發光二極體有紅外（非可見）與可見光兩個系列，前者可用輻射度，后者可用光度學來量度其光學特性。

　　發光法向光強及其角分?Iθ

　　發光強度（法向光強）是表征發光器件發光強弱的重要性能。LED大量應用要求是圓柱、圓球封裝，由于凸透鏡的作用，故都具有很強指向性：位于法向方向光強最大，其與水平面交角為90°。當偏離正法向不同θ角度，光強也隨之變化。發光強度隨著不同封裝形狀而強度依賴角方向。發光強度的角分?Iθ是描述LED發光在空間各個方向上光強分?。它主要取決于封裝的工藝（包括支架、模粒頭、環氧樹脂中添加散射劑與否）

　　發光峰值波長及其光譜分?

　　LED發光強度或光功率輸出隨著波長變化而不同，繪成一條分布曲線??光譜分布曲線。當此曲線確定之后，器件的有關主波長、純度等相關色度學參數亦隨之而定。
　　
　　LED的光譜分?與制備所用化合物半導體種類、性質及pn結結構（外延層厚度、摻雜雜質）等有關，而與器件的幾何形狀、封裝方式無關。

　　無論什么材料制成的LED，都有一個相對光強度最強處（光輸出最大），與之相對應有一個波長，此波長叫峰值波長，用λp表示。只有單色光才有λp波長。

　　譜線寬度

　　在LED譜線的峰值兩側±△λ處，存在兩個光強等于峰值（最大光強度）一半的點，此兩點分別對應λp-△λ，λp+△λ之間寬度叫譜線寬度，也稱半功率寬度或半高寬度。半高寬度反映譜線寬窄，即LED單色性的參數，LED半寬小于40 nm。

　　主波長

　　有的LED發光不單是單一色，即不僅有一個峰值波長；甚至有多個峰值，并非單色光。為此描述LED色度特性而引入主波長。主波長就是人眼所能觀察到的，由LED發出主要單色光的波長。單色性越好，則λp也就是主波長。如GaP材料可發出多個峰值波長，而主波長只有一個，它會隨著LED長期工作，結溫升高而主波長偏向長波。

　　光通量

　　光通量F是表征LED總光輸出的輻射能量，它標志器件的性能優劣。F為LED向各個方向發光的能量之和，它與工作電流直接有關。隨著電流增加，LED光通量隨之增大?？梢姽釲ED的光通量單位為流明（lm）。

　　LED向外輻射的功率??光通量與芯片材料、封裝工藝水準及外加恒流源大小有關。目前單色LED的光通量最大約1 lm，白光LED的F≈1.5~1.8 lm（小芯片），對于1mm×1mm的功率級芯片制成白光LED，其F=18 lm。

　　發光效率和視覺靈敏度

　?、?LED效率有內部效率（pn結附近由電能轉化成光能的效率）與外部效率（輻射到外部的效率）。前者只是用來分析和評價芯片優劣的特性。LED光電最重要的特性是用輻射出光能量（發光量）與輸入電能之比，即發光效率。