מכיוון שרוב מנגנוני הכשל של LED תלויים בטמפרטורה, יש לשמור על טמפרטורת צומת המוליכים למחצה נמוכה על מנת להבטיח ביצועים ואמינות טובים. באופן כללי, התכנון של מערכת תרמית כולל התחשבות בזרם הכונן, מצב ההפעלה הסביבתי, ההתנגדויות התרמיות של כל הרכיבים לאורך הנתיב התרמי וכל התנגדויות הממשק הנלוות. הפעלת נוריות LED בזרמי הנעה גבוהים וטמפרטורות סביבה גבוהות מבלי להתפשר על תפוקת האור והאמינות דורשת הסרה יעילה של חום מצומת המוליכים למחצה לסביבת הסביבה. חום זורם תמיד מאזורי טמפרטורות גבוהות יותר לאזורי טמפרטורות נמוכות עד שמגיעים לשיווי משקל תרמי. לפיכך, המשימה של ניהול תרמי היא להפחית את העכבה התרמית של מערכת התאורה. עכבה תרמית היא המדד של ההתנגדות הכוללת לזרימת החום לאורך נתיב תרמי. הוא כולל את כל ההתנגדות התרמית ברמות הרכיבים והממשקים.
עיצוב תרמי טיפוסי למערכת תאורת LED מורכב מניהול תרמי ברמת החבילה וברמת המערכת. ניהול תרמי ברמת החבילה מטפל בהתנגדות התרמית של צומת למצע ובאמינות התרמית של חיבור ההלחמה בין נוריות ה-LED ללוח המעגלים המודפסים בליבת מתכת (MCPCB). ניהול תרמי ברמת המערכת מטפל בהעברת חום מה-MCPCB דרך גוף קירור לסביבה הסובבת. כדי למקסם את זרימת החום מה-MCPCB לגוף הקירור, חומר ממשק תרמי (TIM), שיכול להיות שומן, אפוקסי או רפידה, מונח בין שני הרכיבים כדי למלא את פערי האוויר והמרווחים. תפקידו של גוף הקירור לחלץ את פסולת החום מה-MCPCB בצורה יעילה ככל האפשר לאוויר הסביבה כך שלא תתרחש הצטברות תרמית בתוך אריזות ה-LED. לשם כך קצבי ההעברה התרמית של גוף הקירור חייבים לעלות על קצב העומס שבו אנרגיה תרמית מוכנסת לצומת.
