Напряжение на выводах PN-перехода образует определенный потенциальный барьер. Когда прикладывается напряжение прямого смещения, потенциальный барьер падает, и основные носители в P-области и N-области диффундируют друг к другу. Поскольку подвижность электронов намного превышает подвижность дырок, большое количество электронов будет диффундировать в P-область, образуя инжекцию неосновных носителей в P-области. Эти электроны рекомбинируют с дырками в валентной зоне, а полученная при рекомбинации энергия выделяется в виде энергии света. В этом и заключается принцип люминесценции PN-перехода.
