Elektroluminescens er resultatet av strålingsrekombinasjon av elektroner og elektronhull i et materiale, vanligvis en halvleder. De eksisterte elektronene slipper ut sin energi som fotoner, altså lys. Forut for rekombinasjonen kan elektroner og hull ha blitt separert enten ved doping av materialet for å danne en pn-overgang (i enheter basert på halvlederkomponenter for eksempel lysdiodeer) eller gjennom eksitasjon av høyenergiske elektroner akselerert av et sterkt elektrisk felt (som med de lysstoff i electroluminescent skjerm (LED)).