Како је већина механизама за квар ЛЕД-а зависна од температуре, температура споја полупроводника мора бити ниска како би се осигурале добре перформансе и поузданост. Уопштено говорећи, дизајн термичког система укључује разматрање погонске струје, услова рада околине, топлотних отпора свих компоненти дуж термичке путање и свих повезаних отпора интерфејса. Рад ЛЕД диода при високим струјама погона и високим температурама околине без угрожавања излазне светлости и поузданости захтева ефикасно одвођење топлоте од споја полупроводника до амбијенталног окружења. Топлота увек тече из региона са вишим температурама у регионе са нижим температурама док се не постигне термичка равнотежа. Дакле, задатак термичког управљања је смањење топлотне импедансе система осветљења. Топлотна импеданса је мера укупног отпора протоку топлоте дуж термичке путање. Укључује сав топлотни отпор на нивоу компоненти и интерфејса.
Типичан термички дизајн за ЛЕД систем осветљења састоји се од управљања топлотом на нивоу пакета и на нивоу система. Управљање топлотом на нивоу пакета управља топлотном отпорношћу споја и подлоге и термичком поузданошћу међуконекције лемљења између ЛЕД диода и штампане плоче са металним језгром (МЦПЦБ). Управљање топлотом на нивоу система управља преносом топлоте из МЦПЦБ-а преко хладњака у околину. Да би се максимизирао проток топлоте од МЦПЦБ-а до хладњака, материјал термичког интерфејса (ТИМ), који може бити маст, епоксид или јастучић, поставља се између две компоненте како би се попуниле међуфазне ваздушне празнине и празнине. Улога хладњака да извуче отпадну топлоту из МЦПЦБ што је могуће ефикасније у амбијентални ваздух тако да не дође до топлотног накупљања унутар ЛЕД пакета. Да би се то урадило, брзине преноса топлоте хладњака морају бити веће од брзине оптерећења којом се топлотна енергија уводи у спој.
