当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光，氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时串联限流电阻以控制通过二极管的电流。
基于半导体材料的紫外发光二极管(UV LED)具有节能、环保和寿命长等优点，在杀菌消毒、医疗和生化检测等领域有重大的应用价值。近年来，半导体紫外光电材料和器件在引起越来越多的关注，成为研发热点。 2018年12月9一12日，由中国科学院半导体研究所主办的第三届“国际紫外材料与器件研讨会” (IWUMD一2018)在云南昆明召开，来自十二个国家的270余位代表出席了会议。本次会议汇聚了国内外在紫外发光二极管材料和器件相关领域的多位的新研发成果报告。
