二极管是一个两端元件，允许电流沿一个方向流动。二级管内的两个区域均由半导体材料制成，再分别添加了不同的材料，导致P型区域带正电，N型区域带负电，两个区域之间被称为耗尽区。当给二极管通电时，两个区域的带电材料都会发生反应，反向偏置时，每个区域的电荷被吸引，使得耗尽区扩大，防止电流流过；正向偏置时，电流流过二极管，二级管内的带电粒子被相反一端吸引，最终收缩并关闭耗尽区，使得电流流过。
激光二极管是一种特殊的二极管，它在P型和N型区域之间有一个固定层。
PN二极管由单个半导体元素制成，例如硅和锗，当PN二极管内的带电粒子重新组合时，不可见声子被释放。
PIN二极管由砷化镓、磷化铟、锑化镓或氮化镓等复合半导体材料制成，半导体的晶体结构使其具有导电性。PIN二极管中的化合物半导体材料具有一种结构，当带正负电荷的粒子重新组合时，这种结构会产生自发产生辐射。这些发射在固有区域内形成光子，在pin二极管内被视为可见光。
PIN二极管结区表面抛光成镜面，这导致光子来回反弹数百次，放大后的光束准直，最终形成平行于交叉点的光束，从而聚焦光束，通常在激光二极管上加一个透镜，透镜使得光束形成各种形状。
二极管形成的光束形状丰富：
光以波的形式传播，其波长从一个峰值到下一个峰值，每种颜色的光都有不同的波长，红光具有更长的波长，蓝光和紫光波长较短，在激光照射下，这些波一起传播，它们的波峰排列整齐或相位一致，这就是激光束很窄很明亮、并且可以聚焦到一个小点的原因。
激光二极管应用广泛，常常用于会议或者课堂上的激光笔，宠物玩具，激光打印机中的蓝光光盘条码扫描器，视频游戏控制器和灯光秀等等。