LED灯的应用由于LED灯有其它灯具无可比拟的优点，LED灯正以非常快的速度发展并逐渐取代其他灯具，现在LED灯已经被广泛应用在各照明领域中。
1.大功率LED技术。LED存在静电释放损害和热膨胀系数等效能瓶颈和散热问题，使其功率不能做得很大，亮度低。目前常用的性能比较稳定的大功率LED芯片是1W和3W。可以通过集成芯片提高LED功率，但现在技术还不成熟，主要是需要解决散热问题。也可以通过多珠LED的串、并联或混联实现大功率LED灯具。后两种效率较低，用的较少，多珠LED串联是目前LED灯具在照明领域应用的主流。但是单珠串联有个致命弱点，一颗损坏，整路不通。这是制约大功率LED灯具在照明领域应用的一大瓶颈。提高LED灯具的功率，一是从芯片方面提高功率，另一是优化电路设计提高功率。
2.散热技术。温度是影响LED的一个重要因素，温度升高会使LED的光衰减加快，而芯片结点处的温度直接影响LED的寿命，所以LED散热能力的强弱限制了LED的功率大小。
LED内部的热量主要由LED芯片和印刷电路板工作时产生，对于小功率LED，通过自然传导对流的方式就可以把热量散发出去，但对于大功率LED就要考虑多方面散热。在散热设计上，通常从LED封装散热、电路板散热和增加散热部件等方面考虑。
3.芯片技术和芯片封装技术。芯片技术发展的关键是衬底材料的选择和外延片的生长技术。技术提升的关键都是围绕着降低缺陷密度和如何研发出更高效稳定的器件进行的，而如何提升LED芯片的发光效率则是目前整体技术指标的最重要衡量标准。传统的衬底材料有蓝宝石、Si、SiC，目前比较热门的材料有ZnO、GaN等。制造外延片的主流方法是采用金属有机物化学气相沉积。据2011年LED环球在线报道，美国北卡罗来纳州大学提出了一种新的氮化镓生长工艺，这一新工艺有望把材料的缺陷减低千分之一，从而制造出更高亮度的LED发光二级管。
4.光学设计技术。LED是点光源且方向性好，通过LED点阵设计、透镜和反光装置的设计及二次光学设计甚至三次光学设计，可以达到较理想的配光曲线，这也是光学设计的难点。在整体照明中，需要灯具有较大的照射面，可以使用线性LED灯条配以导光板等技术使之成为面光源。LED汽车信号灯可由反射镜和配光镜组成，通过合理的设计可达到法规配光要求的光形分布。
5.驱动技术。LED恒流驱动一般有电感型和开关电容型两种LED驱动，电感型LED驱动的驱动电流高，LED的端电压低，适用于驱动多只LED的应用。电容型LED驱动常用在大功率LED灯具中，其LED的端电压和电流高，可获得高的功率和发光效率。LED驱动电路的设计根据具体的需要可能会很复杂，但是在电路设计时必需考虑电源要有高的可靠稳定性以及电路要有浪涌保护等多种因素。
