Nepaisant proveržio šviesos efektyvumo srityje, LED apšvietimas vis dar patiria daug energijos nuostolių konvertuojant kintamosios srovės ir nuolatinės srovės energiją (vairuotojo grandinė), elektrooptinę konversiją (elektroliuminescencija LED sandūroje) ir bangos ilgio konversiją (Stokeso poslinkis fosforo sluoksnis). Kaitinamosios, fluorescencinės ir metalo halogenų lempos paverčia atliekų energiją į įvairius infraraudonosios spinduliuotės (IR), ultravioletinės spinduliuotės (UV) ir šilumos derinius. Skirtingai nuo įprastų technologijų, visi šviesos nuostoliai, atsirandantys šviesos diodų šviesos procese, išleidžiami kaip šiluma. Daugumos LED gaminių sistemos efektyvumas nesiekia 50 proc. Tai reiškia didžiulę šiluminės inžinerijos problemą, nes daugiau nei 50 procentų sistemos galios paverčiama paketo ir plokštės šiluma.
Šviesos diodai turi sankryžos temperatūros priklausomybę nuo tiesioginės įtampos, spektrinio galios paskirstymo (SPD) ir šviesos srauto (šviesos išvesties). Kylant sandūros temperatūrai, šviesos diodo skleidžiamos šviesos kiekis krenta, nes esant aukštai sandūros temperatūrai vyrauja nespinduliuojanti rekombinacija. Padidėjus sankryžos temperatūrai, sumažės šviesos diodų aktyviosios srities juostos tarpo energija. Dėl to sumažėja tiesioginė įtampa. Sumažėjusi tiesioginė įtampa sumažina elektros galią, o tai kartu su terminiu kritimu padidina šviesos srauto praradimą. Termiškai sukeltas išėjimo kritimas lydi spalvų poslinkį. Kylant LED sankryžos temperatūrai, juostos tarpas tarp laidumo juostos ir puslaidininkių sluoksnių valentinės juostos siaurėja. Kadangi elektromagnetinės spinduliuotės bangos ilgį matomame diapazone lemia juostos tarpas, kas 10ºC sankryžos temperatūros kilimas vienu nanometru padidins dominuojantį šviesos diodo bangos ilgį. Todėl, kai šviesos diodai veikia aukštoje temperatūroje, bus pastebimas spalvų poslinkis link aukštesnės spektro dalies (geltonas poslinkis). Spalvų poslinkis taip pat atsiranda fosforo sluoksnyje, kai jis veikia virš soties srauto lygio. Fosforo kvantinio efektyvumo praradimas dėl didelio Stokso karščio sukelia mėlyną poslinkį.
Veikimas aukštoje temperatūroje per ribotą laikotarpį pablogina laikiną šviesos diodų efektyvumą ir spektrinę kokybę. Nepertraukiamai veikiantys šviesos diodai virš maksimalios leistinos temperatūros pn sandūroje gali negrįžtamai sugadinti šviesos diodus. Šviesos diodo senėjimo greitis yra atvirkščiai proporcingas temperatūrai pn sandūroje. Kaskart 10ºC sankryžos temperatūros padidėjimas visą gyvenimą lems 30–50 procentų ryškumo sumažėjimą. Šis nuolatinis šviesos diodo šviesos srauto sumažėjimas, pagreitintas dėl aukštos darbinės temperatūros, yra žinomas kaip liumenų nuvertėjimas. Padidėjusi temperatūra taip pat paspartins polimerinio fosforo sluoksnio irimo procesą. Fosforo degradacija ir polimero karbonizacija baigiasi spalvų pasikeitimu, kurio negalima toleruoti LED apšvietime. Aukšta jungties temperatūra gali sukelti didelį šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) neatitikimą tarp LED štampo ir pakavimo medžiagų, o tai daro didelę įtaką šviesos diodo patikimumui.
