视觉讯息显示
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状态显示灯
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发光二极管所需推动电压及功率低，方便由运作电压低的微处理器控制及在以电池作电源的设备上使用，所以常被用在各种电子产品、设备的状态指示灯。在消费性电子产品，手提嵌入式电子设备，家庭电器、玩具、各种仪器...等用途上作为工作状态显示灯。
单一发光二极管常被用作状态显示（例如电源状况），也有制成七劃管的LED组用作显示数字，而通常会在右下方加上“‧”、“，”，以显示小数点等。在多年前，当显示器技术并不发达时，有些发光二极管组能有14划，可以显示26个英文字母，但当微电子等显示技术成熟后，这种发光二极管组已极少被采用。
电子萤幕等的指示灯
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摄于港铁轻铁第二期列车车厢内的点阵式LED显示器
LED 交通号志
在车辆上的应用：当LED的光度发展达至要求后，便有汽车用LED作转向与刹车灯，主要好处是LED极高的开关速度，其亮起时间比白炽灯快0.5秒之多，且LED灯在白天时与白炽灯炮相比亮度较高、使用寿命长、点亮速度快，更可增加6m的刹车辨识距离，也可降低事故发生，这对行车安全非常重要。而车辆行驶环境中震荡、温差变化下，LED仍然有稳定的光度及可靠性。最近有极小部分车辆开始使用白色LED作为车头灯，其好处是光线的方向控制比白炽灯加抛物线反射镜好。有些紧急服务车辆的闪光警标也使用LED，LED可以高速闪动的特性简化了以往产生闪动效果的机械结构而更加可靠。
在道路上的应用：同样工作在户外环境的交通灯使用开关快速的LED也很适合，LED寿命较长也减少坏灯及影响交通的机会。不过在气候较低温的地方，LED交通灯会有被积雪盖着的问题。此外公路的讯息显示板也使用LED点阵显示，这些显示板多采用黄或红色LED以求兼顾夜间环境。这类显示器叫发光二极管显示器，是平板显示器的一种。
公共场所的平板显示器：在机场、机舱、火车站、巴士站、码头等...各种公共交通工具上等地方，LED被普遍地采用作为平板显示器以显示如班次、目的地、时间等相关讯息。而LED的可靠性与低耗电，使其也适合用作紧急出囗指示灯。
LCD显示器背光光源
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主条目：LED背光液晶显示电视
早在只有黑白LCD的年代（当时并未有蓝及白色LED），各种单色LED便被采用作黑白LCD的背光光源，例如传呼机，而当彩色LCD出现后多时，工程界还未能制作出白色LED，所以只好采用电致发光片，简称EL片作背光。而在白色LED出现后，这些产品随即转用LED作背光。与EL片相比，白色LED较省电，这对电池供电的产品特别重要，除此之外，白色LED免去EL片所需的高压电源，大大减低了电磁干扰。但由于白色LED需要一定空间作导光之用，体积会比EL片略厚，尽管如此，手提电话(手机)、电子手帐、较细的手提电脑(笔电)续渐使用LED作背光。但由于LED在高光度时效率变差，不只耗电，更有过热问题，所以当白色LED问世后数年，LCD电脑萤幕及LCD电视机仍然采用冷阴极荧光灯作为背光，近年LED在高光度下的效率不断改进，使得亮度足以应用在LCD电脑萤幕及LCD电视机的背光。相比之前的CCFL，LED省却了CCFL所需的高压电源，除大幅减低了电磁干扰外，由于省却了电压转换，在使用电池作电源的产品上也省却了电压转换时的功率损耗，而LED的工作寿命，颜色的稳定性也比CCFL好得多。使用LED作背光的LCD显示器常被生产商叫作LED显示器或LED电视机等，原因可能是为了强调新产品与旧产品有所不同，但其实这些显示器的影像仍是以LCD产生，LED只是当作光源，在技术上仍是LCD显示器，或叫LED背光液晶显示电视等。有些高档产品使用三原色LED构成的白色LED作背光，有比CCFL更广的色域。而加上依随所显示的影像所需而动态地控制LED的光度可以大大增加LCD显示器的对比度，起初只有成本较高的直下式LED背光使用动态控制技术，渐渐地侧照式LED背光也发展出类似功能。
显示器
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主条目：LED显示器
市面上现存普及的LED背光液晶显示电视的LED只用作背光光源，严格上并不是LED显示器，细小高分辨率的视讯LED显示器现都采用OLED，OLED具有自发光性、广视角、高对比、低耗电、高反应速率等优点，OLED显示器因为不需背光源，所以可以比LCD显示器造得更薄，但OLED显示器的寿命只有LCD显示器的1/4，日本Toshiba跟Panasonic近年有新技术使OLED的寿命加倍。
OLED显示器依驱动方式的不同又可分为被动式（Passive Matrix，PMOLED）与有源式（active matrix，AMOLED）。PMOLED的推动电流直接由透明电极传到OLED，因为导电电极的电阻关系，尺寸不可以造得大，否则会有光暗不均的情况。而且有串扰的问题。AMOLED与薄膜晶体管液晶显示器原理一样，在显示器上造出三极官控制OLED的开关。所以解决了PMOLED的问题，现在大部分的OLED显示器都是采用AMOLED，他们大多被使用在智能手机中。
大型的LED显示器已普及于户外户内，户外LED显示器对分辨率要求较低，但需要较高的亮度，多采用分立单色的LED组成。户内的由于距离观赏者较近，所以要求较高的分辨率，所以采用SMD LED器件。
以蓝白LED灯组成的圣诞灯饰布置
LED照明
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高功率发光二极管灯，使用GU5.3座及铝散热器，用作取代石英灯
主条目：发光二极管照明
由于发光二极管灯被称为固态照明。传统照明灯俱如荧光灯、白炽灯及卤素灯都有装载气体的脆弱玻璃管，因而都不及全固态的LED坚固耐用。现有单一大功率发光二极管一般有1W、3W、5W等，由于发光二极管在增加光度时，效率会下降，所以有些LED灯使用多个白光LED组合成一簇构成一个光源，以增加效率；同样的原因，在照明方面只用在对光度要求低的地方，以保持其较佳效率（省电）的特性，这些用途包括：
手电筒
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使用LED的SureFire U2手电
主条目：手电筒
以往手电筒都以白炽灯或卤素灯作光源，而荧光灯由于体积大及需要高压电源，不适合用于体积、重量小、以及以电池作为电源的手电筒。自白色LED面世后，坚固耐用得多的特性使其被广泛使用于小型手电筒。但由于在高光度下LED的性能仍有所不及，所以LED还未应用于较大功率手电筒上。
要LED工作在理想状态，其电流必控制在一定数值，低档LED手电筒只用电阻限制电流，比较耗电，光度也会随电池电压下降而变暗。高档次的LED手电筒会用电子线路产生恒流源，精确控制LED的电流，即使电池电压下降，LED的电流也保持固定。这类设计较为省电。一些使用电池电压比白色LED在正常工作电流下的电压（约3V）低的电筒，会用直流-直流转换（DC/DC）的电子线路把电压升至足以推动LED。但不是所有采用直流/直流转换线路的手电筒都都以恒流源控制LED电流。
紧急照明
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LED只要极小电量便能发光，因此手动发电也足以产生应急光源
由于后备紧急照明系统多用电池作电源，采用LED可以降低耗电。
手机闪光灯
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现今的移动电话常备有摄影功能，故需要闪光灯，但一般相机使用的闪光灯虽然光度比LED高很多，但体积大及较耗电，不适合用于移动电话中；反而移动电话的对光度要求低，白光LED的光度以足作闪光灯，加上不需要高电压驱动，故能做为体积和成本都很小的完整闪光灯解决方案。除此之外，这些LED还能当成手电筒或棚灯（movie light）使用。
道路及室内照明
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由若干独立的LED组成的单个光源
目前LED已经开始应用于道路照明及室内灯具。当前市面上的荧光灯（包括紧凑型荧光灯）效率平均为50 lm/W，而LED效率平均超过80 lm/W。
光效
理论值（lm/W）
实际（lm/W）
白炽灯
8 - 14
卤钨灯
15 - 24
高压钠灯
85 - 150[8]
水银灯
50-55[9][10]
T8灯管（电子镇流器）
90 - 100[11]
T5灯管
112
70 - 104[12][13]（在功率为约28W的情况下）
白光LED
260 - 300[14]
85 - 120
高功率白光LED
100 - 140（在功率为约1W的情况下）[15]
不包含转换效率
照明应用例子
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在港铁（MTR）列车中试验的发光二极管照明。
台湾高雄市自由一路的路灯已经在2007年6月改用LED路灯并且正式验收启用，其灯具的发光效率以及光型皆达到现有的道路照明标准。
台湾高速公路及快速公路部分路段道路标志投射灯照明改用LED照明并且正式验收启用。
西班牙PINTO市政公路部分路段照明设施路灯照明改用LED by GULI照明并且正式验收启用。
美国西雅图部分路段照明设施路灯已经改用白色LED并正式验收启用。西雅图市政府已经决定不再更换新的钠灯，在寿命到期之后用LED灯泡更换。[16]
LED作为轻钢架天花板照明之实景
香港港铁现时有一列行走荃湾线的列车在最后一节车厢的照明都换成了发光二极管照明。另外，亦在罗湖站的新扶手电梯上面的天花板安装一组试验性的LED日光灯。根据前九铁的刊物，这一组发光二极管日光灯预计可每年节省66%的电力消耗[17]。
红外线夜视照明
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红外线LED常被用作红外线光源，配合CCD用作保安用的夜视镜头。
讯息传输
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由于LED开关速度快，有利资料快速传输及减少延迟，加上推动简单，所以常用于各种设备中作资料、信号传送及感知用途。
光通讯
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电视机、录影机等家电的遥控器
红外线LED轻巧、省电、价廉、可靠耐用，被广泛使用在电子、电器产品的红外线摇控器中，以红外线传递指令。
红外线遥控玩具
近年也有遥控玩具使用同样的方式控制玩具，相比无线电，红外线遥控在视线外时会"失控"，但价廉，光学的红外线接收大为减低重量及耗电量，对非常小型遥控的飞行玩具如遥控直升机这类电量与动力都细小的情况特别有利。有别于电子、电器产品的红外线遥控，遥控玩具的红外线发射要用上多枚红外线LED以增大可接收的角度。
红外通讯技术（IrDA）数字资料传输
红外线LED被使用在IrDA红外线资料传输，虽然相对省电、价廉，但需要互相对准在视线内及资料传输速度应付不了需要下，已少有设备使用。
短距离光纤通讯
例如影音产品的数字音乐光纤传送系统中，LED被用作把数字化的音讯发送，但由于成本问题，所使用的光纤品质不高，高级影音玩家（俗称发烧友），认为光纤传送的效果不及同轴电缆。
光照上网技术（Li-Fi），是一种无需WiFi信号，使用由发光二极管把光源转换成网络信号的形式来实现互联网交接的技术。
光电耦合器件
被广范使用的光电耦合器件是一种以光信号把讯息由在两个电气完全隔离的电路之间传递，其包含了两部分，一是光源，而另一是感光体，光源部分就是使用LED。
应用例子有：把交流市电转换成低压直流的交换式电源供应器，低压输出端必需与较高压的输入端在电气上完全隔离，以确保安全，这类情况便要用光电耦合以光信号形式让信号能在两端间传递。同样的情况也发生的医疗仪器上，在人体测得的信号利用光电耦合把信号传至以市电供电的部分，确保与人体接触的传感器跟市电部分在电气上完全隔离以达至安全需要。
窄波段光学传感器
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可见光发光二极管与光检测器都是使用能隙落在可见光波段的PN结，因此具有许多相同的物理特性，而将发光二极管应用在光检测上，是早已被熟知的技艺，但直到最近，被称为双向发光二极管阵列方被提出，并应用在触控面板上的接触传感（touch-sensing）。2003年，Dietz、Yerazunis与Leigh发表的论文中[18]，叙述了如何把发光二极管应用为便宜的检测器件。
在此应用中，阵列中各个发光二极管被快速地被点亮、熄灭。发光二极管点亮后，发射光照射到操作者的手指或图案，其反射光再经由熄灭状态的发光二极管所检测，并在反向偏置下操作的发光二极管上，感应出电压，接着透过微处理器读出该感应电压的大小，Jeff Han的网站中提供影片展示该发光二极管阵列检测器之操作状况[19]。