למרות פריצת הדרך ביעילות האור, תאורת LED עדיין חווה כמות ניכרת של אובדן אנרגיה במהלך המרת הספק AC-DC (מעגל דרייבר), המרה אלקטרו-אופטית (אלקטרו-אור בצומת LED), והמרת אורך גל (Stokes shift ב- שכבת הזרחן). מנורות ליבון, פלורסנט ומתכת הליד ממירות אנרגיית פסולת לשילובים שונים של קרינה אינפרא אדומה (IR), קרינה אולטרה סגולה (UV) וחום. בניגוד לטכנולוגיות קונבנציונליות, כל אובדן האנרגיה המתרחש במהלך תהליך פליטת האור של נורות LED נפרק כחום. יעילות המערכת של רוב מוצרי LED היא פחות מ-50 אחוז. זה מתורגם לבעיה הנדסית תרמית עצומה, שיותר מ-50 אחוז מתפוקת החשמל של המערכת מומרת לחום ברמת החבילה והלוח.
ללדים יש תלות בטמפרטורת צומת של המתח קדימה, חלוקת הכוח הספקטרלית (SPD) ושטף האור (תפוקת האור). כמות האור הנפלטת מה-LED יורדת ככל שטמפרטורת הצומת עולה מכיוון שהרקומבינציה הלא-קרינה שוררת בטמפרטורות צומת גבוהות. העלייה בטמפרטורת הצומת תוביל לירידה באנרגיית פער הרצועה של האזור הפעיל של נוריות LED. זה גורם להפחתה במתח קדימה. מתח קדימה מופחת גורם לירידה בהספק החשמלי, אשר בשילוב עם צניחה תרמית, גורם לאובדן תפוקת האור. ירידה בתפוקה המושרה תרמית מלווה בשינוי הצבע. ככל שטמפרטורת צומת LED עולה, פער הפס בין פס הולכה לפס ערכיות של שכבות המוליכים למחצה הופך צר יותר. מכיוון שאורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית בטווח הנראה נקבע על ידי פער הפס, כל עלייה של 10ºC בטמפרטורת הצומת תגרום לעלייה אחת בננומטר באורך הגל הדומיננטי של LED. כתוצאה מכך, יהיה שינוי צבע בולט לכיוון הקצה הגבוה של הספקטרום (הסטה צהובה) כאשר נוריות ה-LED פועלות בטמפרטורה גבוהה. שינוי צבע מתרחש גם בשכבת הזרחן כאשר היא מופעלת מעל רמת שטף הרוויה. אובדן יעילות קוונטית של זרחן כתוצאה מחום סטוקס גבוה מוביל לשינוי כחול.
פעולה בטמפרטורה גבוהה בתוך תקופה מוגבלת פוגעת ביעילות הזמנית ובאיכות הספקטרלית של הנוריות. הפעלת נוריות LED ברציפות מעל הטמפרטורה המקסימלית המותרת בצומת pn עלולה להוביל לנזק בלתי הפיך לנוריות. הקצב שבו נורית תזדקן עומד ביחס הפוך לטמפרטורה בצומת pn. כל עלייה של 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורת הצומת תגרום לירידה של 30 אחוז עד 50 אחוז בבהירות לכל החיים. הפחתה קבועה זו בתפוקת האור מה-LED המואצת על ידי טמפרטורת הפעלה גבוהה ידועה בשם פחת לומן. טמפרטורות גבוהות גם יאיץ את תהליך הפירוק של שכבת הזרחן המבוססת על פולימרים. פירוק זרחן ופחמול פולימרי מסתיימים בשינוי צבע שלא ניתן לסבול בתאורת LED. טמפרטורת צומת גבוהה עלולה לגרום לחוסר התאמה של מקדם התפשטות תרמית (CTE) גבוה בין ה-LED לחומרי האריזה, מה שמציג השפעה משמעותית על האמינות של LED.
