Mit der Kenntnis über die Energiebänder im Halbleiter lässt sich der grundlegende Vorgang erklären, der in einer Leuchtdiode (LED) zur Lichterzeugung genutzt wird. Bei diesem Bauelement erzeugt man durch geeignete Strukturierung einen Bereich, in dem Elektronen aus dem Leitungsband auf leere Plätze im Valenzband zurückfallen (auch Elektronen-Loch-Rekombination genannt). Dabei wird Energie frei, die mit gewisser Wahrscheinlichkeit in Form von elektromagnetischer Strahlung ausgesendet wird.
Da die abgegebene Energiemenge durch die Breite des verbotenen Energiebereichs eng festgelegt ist, ist die Frequenz des Lichts (im sichtbaren Frequenzbereich bedeutet das die Farbe des Lichts) scharf begrenzt. Eine Leuchtdiode strahlt daher prinzipiell nur mit einer Farbe.