LED属于冷光源，它发射的光谱主要集中在380-780纳米的可见光范围，不像白炽灯需要先将电能转化成热能。不过实际上LED也会发热，只是电能转光能的效率约30%，剩余70%还是会变成热量，只是产热方式和传统灯泡不同。
白炽灯的工作原理本质是热辐射发光，电流通过钨丝使其升温到2000℃以上，电能中超过90%都转化成热能了。而LED通过半导体晶片中的电子空穴复合直接发光，这个过程产生的热量集中在微小晶片上，散热结构设计也比传统灯泡更隐蔽。
从器件结构看，LED的核心是封装在环氧树脂里的半导体晶片，包含P型和N型材料形成的量子阱结构。当电流通过时，电子在量子阱中与空穴结合，直接以光子形式释放能量，这种电光转换过程不像白炽灯需要热能中间环节，因此整体产热量显著降低。
功率差异也是关键因素。普通LED灯功率通常在5-15瓦，而相同亮度的白炽灯需要40-60瓦，电能消耗差异导致产热量存在数量级区别。加上LED的半导体发光特性，使得它虽然会发热，但远不及白炽灯那种能烫伤皮肤的温度。