駅の発車案内表示板や空港の発車案内板などには従来の反転フラップ式や字幕式に代わり、鉄道車両やバスの行先表示、タクシーの実空車表示器（スーパーサイン）などには従来の幕式に代わり普及が進んだ。現在でもLED方向幕と呼ばれることがある。最初に登場したLED表示機は赤色・黄緑色・橙色の3色（橙色は赤色と黄緑色LEDによる）表示方式だった。赤色LEDと黄緑色LEDにより3色目の橙色が表現されているもので、俗に「3色LED方式」とも呼ばれる。ただし、実際は2色のLEDを用いているため、工業製品などでは「2色LED」(2C-LED) とも呼称される。また、白色LEDでの赤色、青色、緑色の3色のLEDを用いた「3色LED方式」とは異なる。その後、白色LEDを搭載したものや、単色で赤・青・緑、二色混色で黄・シアン・マゼンタ、三色混色での白の計7色を表示するマルチカラーLEDとされるもの、さらに高輝度の赤色・青色・緑色LEDによりあらゆる色を表示可能にしたフルカラーLEDのものも登場した。フルカラーLEDは、近年主流となりつつある。路線バスは鉄道ほど表示種別もなく、多くの発色を必要としないため、「3色LED」を使用しつつ交通の妨げとなりにくい橙をメインに使用する方式であったが、近年ではフルカラーLEDを採用する例も出てきている。
発光ダイオードの製造コストが下がり始めた2000年代以降、鉄道用および道路交通用信号機での利用も拡大している。省エネルギーで耐久性が高く、また従来白熱電球にカラーレンズを組み合わせて色を表現していた従来のものと違って、レンズ自体は無色、発光ダイオードも点灯していなければ無色であるため、疑似点灯現象（太陽光が灯器に入り込んでレンズを明るく見せ、実際の点灯箇所と見分けづらくなる）の防止がなされ太陽光などの影響を受けにくいとされている。
低消費電力、長寿命、小型であるため数多くの電子機器に利用されている。特に、携帯電話のボタン照明などその特性をフルに活かして採用されているといえる。また、1つの素子で複数の色を出せるような構造のものもある。機器の動作モードによって色を変えることができるなど、機器の小型化に貢献している。当初は輝度が小さかったため電子機器の動作表示灯などの屋内用途に限られていたが、赤色や黄緑色の高輝度タイプのものが実用化されてからは屋外でも電球式に変わり電光掲示板に採用され、さらには駅の発車標などにも使用されるようになった。高輝度の青色や緑色、それを応用した白色の発光ダイオードが出回るようになってからは競技場のビジョンなどのフルカラーの大型ディスプレイ、電球の代わりとして懐中電灯や信号機、自動車のウィンカーやブレーキランプ、各種の照明にも利用されている。特にブレーキランプに使用した場合、電球よりブレーキペダルを踏んでから点灯するまでのタイムラグが短いため安全性が向上する。2006年には日本初となる超高輝度LEDを用いた前照灯が、JR東海313系電車で採用された。2012年5月開業の東京スカイツリーでは、夜のライトアップ照明を全てLEDで行っている。なお、発光ダイオード自体の寿命は長いが使用目的によっては樹脂の劣化による光束低下の進行が早くなることもあり、LED交換が必要となる程度まで光束が落ちた場合に基板の交換も含む大規模なメンテナンスが必要とされるのが今後の課題となる。鉄道車両では、駅での行き先表示としての役目を果たせば良いという考えから、走行中には側面表示が一定の速度に達すると消灯するなど、きめ細かい制御で表示装置の長寿命化を図っているものも存在する。なお、編成前後の前面表示は表示のままであることが多い。ちなみに側面表示は、ドットマトリックスの制御方法から、高速移動中は表示し続けていたとしても表示文字の視認が難しい。色覚異常によって発光ダイオードの色の見分けが困難となる場合がある。例えば1型2型の色弱の人には赤・橙・黄色・黄緑・緑のLEDは同じ色に見えてしまう。交通信号機では緑を青緑色とすることで色覚異常でも判別できるようにしているが、交通信号機以外でも色覚障害者向けの対策が必要とされる。
ベルリン市在住の金細工師ヨハン・クリスティアン・オルトレップ（Johann Christian Ortlöpp）とその妻のアグネス・ヴァイセンベルク（Agnes Weißenberg）の間の次女として生まれた。1812年、当時は選帝侯世子だったヴィルヘルムが妻アウグステの実家のベルリン宮廷を訪れた際にエミーリエと知り合い、愛人として囲うことになった。1813年、ヴィルヘルムがエミーリエのためにカッセルに屋敷を買い与えたことで、既に不仲だったヴィルヘルムとアウグステの夫婦関係は完全に終わった。しかしヴィルヘルムは政治的思惑から離婚には踏み切れず、1815年にアウグステと別居するに留まった。エミーリエはカッセル宮廷への出入りを許され、後にカッセル市内のケーニヒ通り（Königsstraße）とフリードリヒ広場　（Friedrichsplatz）の間に立つライヒェンバッハ宮殿（Palais Reichenbach）に住むようになった。1821年、ヴィルヘルム2世は選帝侯位を継ぐとまもなくエミーリエをライヒェンバッハ伯爵夫人に叙した。ヴィルヘルム2世はまた、エミーリエのためにモラヴィア地方のレッソニッツ、ビゼンツ（現在のチェコ領南モラヴィア州ホドニーン郡ブゼネツ）、ウンター・モシュティエニッツの所領を購入した。エミーリエは1824年、これらの所領に因むレッソニッツ伯爵夫人の称号をオーストリア宮廷より授けられた。エミーリエと彼女の産んだ子供たちは、オーストリア国籍も有することになった。選帝侯とエミーリエの愛人関係はスキャンダルとして取り沙汰された。ヴィルヘルム2世は専制的な統治方針をとって多くの領民に嫌われたが、エミーリエの存在が選帝侯の不人気をさらに助長し、結果的に選帝侯が政治生命を断たれる原因の一端を作った。ヴィルヘルム2世は1830年の革命騒ぎに際してカッセルの宮殿を追われ、フランクフルト・アム・マインに亡命した。選帝侯夫人アウグステが1841年2月19日に死去すると、5カ月後の7月8日にヴィルヘルムとエミーリエはモラヴィアのビゼンツ城で結婚した。この結婚は貴賤結婚であったが、結婚の証人はオーストリア宰相クレメンス・フォン・メッテルニヒ侯爵が務めた。エミーリエはその2年後の1843年に肝臓の感染症に罹って死去した。選帝侯はフランクフルトの中央墓地（Hauptfriedhof）にビザンティン様式の霊廟を造営させ、そこにエミーリエの遺骸を葬った。選帝侯はエミーリエの死の半年後、カロリーネ・フォン・ベルレプシュ男爵夫人と3度目の結婚をした。