LED作為新的光源，有它自身的發光機理與特點。二次光學設計中充分利用LED的優勢，則是產品研發必須關注的問題。

表面發光
對LED進行組合設計，可以形成點發光、線發光和面發光的自發光形式。點發光的燈具表面亮度不需要很高，柔和的漫射光往往在環境中起到定向的作用。線發光的LED用于輪廓照明的情況較多，產品需要系列化，根據建筑物的形態、高度以及環境亮度，需要有不同管徑大小和不同表面亮度的產品。面發光的LED是將模塊化的LED拼裝，形成發光的表面。在室內設計中，這類產品可以成為室內主要的裝飾元素，也會在地面照明中使用。
側向發光
在被發光的透明介質如玻璃側面線性安裝LED，通過光線的全發射，使得整個玻璃表面產生柔和的發光效果。這種裝飾效果可以對標識進行照明，也可以用于賓館大堂的主要視覺中心，如樓梯。當然，樓梯的材料一定是透明的。玻璃繪畫的照明也可以采用這種照明方式，將玻璃上經過酸腐蝕的藝術繪畫呈現出來。
投射光
投射光的光照圖式可以是扇形的，也可以是平行光束。這是LED投射燈具完全可以做到的。扇形的光束用于照射垂直的柱面或窗間墻面，而平行的光束可以照射連續的墻面，形成漫射光照明。
裝飾性的動態變化——對顏色、光強和時間的控制RGB技術，將使得LED的顏色理論上可以實現無數種。LED發光的光強與色彩產生預先程序設計的動態變化，展示了光的運動，這主要依賴于數字控制技術相結合的方式。照明設計和建筑師已經認識到LED強大的可變化效果，尤其在控制和美化方面，他們對LED的應用也加速了LED的發展速度。采用為LED全彩燈具設計的控制器，通過計算機編程，可以控制燈具同步或異步進行色彩變化和快速色彩動作變化。