Упркос напретку у светлосној ефикасности, ЛЕД осветљење и даље доживљава значајан губитак енергије у току АЦ-ДЦ конверзије снаге (коло покретача), електрооптичке конверзије (електролуминисценција на ЛЕД споју) и конверзије таласне дужине (Стоксов помак на слој фосфора). Лампе са жарном нити, флуоресцентне и метал-халогене сијалице претварају отпадну енергију у различите комбинације инфрацрвеног зрачења (ИР), ултраљубичастог зрачења (УВ) и топлоте. За разлику од конвенционалних технологија, сав губитак енергије који се јавља током процеса емитовања светлости ЛЕД диода се испушта као топлота. Системска ефикасност већине ЛЕД производа је мања од 50 процената. Ово се претвара у огроман проблем топлотног инжењеринга да се више од 50 процената улазне снаге система претвара у топлоту на нивоу пакета и плоче.
ЛЕД диоде имају температурну зависност споја од предњег напона, спектралне дистрибуције снаге (СПД) и светлосног флукса (излаз светлости). Количина светлости коју емитује ЛЕД опада како температура споја расте јер рекомбинација без зрачења преовладава на високим температурама споја. Повећање температуре споја ће довести до смањења енергије појасног размака активног региона ЛЕД диода. Ово резултира смањењем предњег напона. Смањени предњи напон узрокује смањење електричне снаге, што, у комбинацији са термичким опадањем, доводи до губитка излазне светлости. Термички индуковани пад излаза је праћен померањем боје. Како температура ЛЕД споја расте, појас између проводног појаса и валентног појаса полупроводничких слојева постаје ужи. Пошто је таласна дужина електромагнетног зрачења у видљивом опсегу одређена размаком појаса, сваки пораст температуре споја за 10ºЦ резултираће повећањем за један нанометар доминантне таласне дужине ЛЕД диоде. Сходно томе, биће приметно померање боје ка вишем крају спектра (жути помак) када ЛЕД диоде раде на високој температури. Промена боје се такође дешава на слоју фосфора када се ради изнад нивоа флукса засићења. Губитак квантне ефикасности фосфора као резултат високе Стоксове топлоте доводи до плавог помака.
Рад на високим температурама у ограниченом периоду нарушава привремену ефикасност и спектрални квалитет ЛЕД диода. Континуирано рад ЛЕД диода изнад максимално дозвољене температуре на пн споју може довести до неповратног оштећења ЛЕД диода. Брзина старења ЛЕД-а је обрнуто пропорционална температури на пн споју. Сваких 10ºЦ повећање температуре споја ће резултирати падом осветљености од 30 до 50 процената током живота. Ово трајно смањење излазне светлости из ЛЕД диоде убрзано високом радном температуром познато је као депрецијација лумена. Повишене температуре ће такође убрзати процес деградације фосфорног слоја на бази полимера. Деградација фосфора и карбонизација полимера завршавају у промени боје која се не може толерисати у ЛЕД осветљењу. Висока температура споја може проузроковати неусклађеност високог коефицијента термичког ширења (ЦТЕ) између ЛЕД матрице и материјала за паковање, што уводи значајан утицај на поузданост ЛЕД-а.
