LED 的用途遠遠超過日常的照明，並被廣泛使用於號誌、顯示器、光通訊、遙控、光感測等領域。以下是幾個 LED 最常見的運用。

日常 / 特殊照明LED 燈泡因為壽命長，廣泛被使用作為路燈、交通號誌、告示牌等，以減少更換成本。另外由於耗電小、耐撞擊也是手電筒、手機閃光燈、緊急照明燈較好的光線來源。一般家用燈具也都已經都採用 LED 來達成節能的效果。

液晶顯示器電視、電腦螢幕等液晶顯示器必須有高壽命、小體積又不過度耗能、發熱的穩定背光源來呈現影像。LED 正是最好的選擇，近年來更出現 Mini LED, Micro LED, QLED, OLED 等等不同形式的 LED 光源。可以將螢幕的顏色、畫面提升到更高的境界。

夜視光源紅外光 LED 被用於提供夜視鏡頭的紅外線光源。

光通訊由於 LED 開關速度快，可在低延遲狀態下快速傳輸資料，加上啟動門檻低，常用於資料、訊號的傳送。從基本的電器遙控器到 Li-Fi、光電耦合元件等進階運用都可以看見 LED 的身影。

光感測LED 可用於光感測，使用光源檢測物體表面並完成各種自動化控制。