制造LED灯珠的材料不同，植物照明灯珠可以产生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED灯珠所发出光的波长，也就是光谱或顏色。应用在不同的领域，比如640NM的宏观LED灯珠，450NM左右的蓝光LED灯珠以及740NM的高红光LED灯珠由于契合植物生长的光谱需求，从而被广泛使用在植物生长灯上，现在大部分的植物照明工厂均采用了LED植物照明灯。LED灯珠的发光顏色和发光效率与制作LED灯珠的材料和工艺有关，目前广泛使用的有红、绿、蓝三种。由于LED灯珠工作电压低（仅1.5-3V），能主动发光且有一定亮度，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10万小时）。

史上第一个LED灯珠所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga) ，其正向PN结压降(VF，可以理解为点亮或工作电压)为1.424V，发出的光线为红外光谱。植物照明灯珠另一种常用的LED材料为磷(P)化鎵(Ga)，其正向PN结压降为2.261V，发出的光线为绿光。基于这两种材料，早期 LED灯珠工业运用GaAs1-xPx材枓结构，理论上可以生产从红外光一直到绿光范围内任何波长的LED灯珠，下标X代表磷元素取代砷元素的百分比。一般通过 PN结压降可以确定LED的波长顏色。其中典型的有GaAs0.6P0.4 的红光LED，GaAs0.35P0.65的橙光LED，GaAs0.14P0.86的黄光 LED等。由于制造采用了鎵、砷、磷三种元素，所以俗称这些LED为三元素发光管。
而GaN（氮化鎵）的蓝光 LED 、GaP 的绿光 LED和GaAs红外光LED，被称为二元素发光管。而目前最新的工艺是用混合铝(Al)、钙(Ca) 、銦(In)和氮(N)四种元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，可以涵盖所有可见光以及部份紫外光的光谱范围。

植物照明灯珠发光强度：发光强度的衡量单位有照度单位（勒克司Lux）、光通量单位（流明Lumen）、发光强度单位（烛光　Candle power） 1CD（烛光）指完全辐射的物体，在白金凝固点温度下，每六十分之一平方公分面积的发光强度。（以前指直径为2.2公分，品质为75.5克的鲸油烛，每小时燃烧7.78克，火焰高度为4.5公分，沿水准方向的发光强度） 1L（流明）指1 CD烛光照射在距离为1公分，面积为1平方公分的平面上的光通量。
LED植物照明灯珠发出的红、绿、蓝光线根据其不同波长特性和大致分为紫红、纯红、橙红、橙、橙黄、黄、黄绿、纯绿、翠绿、蓝绿、纯蓝、蓝紫等，橙红、黄绿、蓝紫色较纯红、纯绿、纯蓝价格上便宜很多。三个原色中绿色最为重要，因为绿色佔据了白色中69％的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡顏色的纯度和价格两者之间的三基色组成方式，在三基色设计应用中通常是，通过调节设定LED电流来达到白平衡和最大的期望亮度值。
我们一般将最简单、最优化的配色方式作为，设计全彩显示技术的顏色再现方法。白平衡是检验顏色组成的重要标誌之一。三基色白光一般是红绿蓝三基色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21%，蓝色的亮度为10%时，混色后人眼感觉到的是纯白色。早前的CRT电视机到现在的LCD液晶显示都是这样组成的。1Lux （勒克司）指1L的光通量均匀地分佈在1平方米面积上的照度。一般主动发光体采用发光强度单位烛光　CD，如白炽灯、LED等；反射或穿透型的物体采用光通量单位流明L，如LCD投影机等；而照度单位勒克司Lux，一般用于摄影等领域。三种衡量单位在数值上是等效的，但需要从不同的角度去理解。比如：如果说一部LCD投影机的亮度（光通量）为1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸为60英寸（1平方米），则其照度为1600勒克司，假设其出光口距光源1公分，出光口面积为1平方公分，则出光口的发光强度为1600CD。而真正的LCD投影机由于光传播的损耗、反射或透光膜的损耗和光线分佈不均匀，亮度将大打折扣，一般有50％的效率就很好了。

实际使用中，植物照明灯珠光强计算常常采用比较容易测绘的资料单位或变向使用。对于LED屏幕这种主动发光体一般采用CD／平方米作为发光强度单位，并配合观察角度为辅助参数，其等效于屏体表面的照度单位勒克司；将此数值与屏体有效显示面积相乘，得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度，假设屏体中每个图元的发光强度在相应空间内恒定，则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED屏幕须达到4000CD／平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED，最大亮度在700～2000 CD／平方米左右。

单个LED的发光强度以CD为单位，同时配有视角参数，发光强度与LED的色彩没有关係。单管的发光强度从几个mCD到5000mCD不等。LED生产厂商所给出的发光强度指LED在20mA电流下点亮，最佳视角上及中心位置上发光强度最大的点。封装LED时顶部透镜的形状和LED芯片距顶部透镜的位置决定了LED视角和光强分佈。一般来说相同的LED视角越大，最大发光强度越小，但在整个立体半球面上累计的光通量不变。当多个LED较紧密规则排放，其发光球面相互叠加，导致整个发光平面发光强度分佈比较均匀。

在计算屏幕发光强度时，植物照明灯珠需根据LED视角和LED的排放密度，将厂商提供的最大点发光强度值乘以30％～90％不等，作为单管平均发光强度。一般LED的发光寿命很长，生产厂家一般都标明为100，000小时以上，实际还应注意 LED的亮度衰减週期，如大部分用于汽车尾灯的UR红管点亮十几至几十小时后，亮度就只有原来的一半了。

亮度衰减週期与LED生产的材料工艺有很大关係，一般在经济条件许可的情况下应选用亮度衰减较缓慢的四元素LED。配色、白平衡：白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21％，蓝色的亮度为10％时，混色后人眼感觉到的是纯白色。植物照明灯珠但LED红绿蓝三色的色品座标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。当为全彩色LED屏幕进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本，应儘量选择三原色发光强度成大致为3:6:1比例的LED器件组成图素。

白平衡要求三种原色在相同的调灰值下合成的仍旧为纯正的白色。植物照明灯珠原色、基色：原色指能合成各种顏色的基本顏色。色光中的原色为红、绿、蓝，下图为光谱表，表中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差，则可合成顏色的区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰富程度减少。