发光的颜色是色光LED的一个重要参数。对单色光而言，颜色的差异是由波长的不同而引起的。可见光的波长不同，引起人眼的颜色感觉就不同。
但实际上，任何光源，包括LED，发出的光都不可能是绝对严格的单一波长的单色光，而是发出以某一波长为中心的一定波长范围的光，某一光源发光的相对强弱和波长的函数关系称为该光源的光谱特性，色光光源的光谱特性曲线通常类似于高斯分布（正态分布）的曲线。光源光谱特性曲线如图1-14所示。
图1-14 是黄绿色光的光谱特性曲线，在图中，可以引出几个常用的光学特性参数。
图1-14 光源光谱特性曲线（黄绿色光）
（1）峰值波长
图1-14中曲线的最高点对应的波长称为峰值波长，即无论由什么材料制成的LED，都有一个相对光强最强处（光输出最大），与之对应有一个波长，称之为峰值波长，用 λ p 表示。通常峰值波长主要用来描述单色光的颜色特性。
（2）谱线半宽度
图中的Δ λ 通常称为谱线的半宽度，是指相对光强为峰值波长一半时对应的曲线上两个点的波长间隔。半宽度反映谱线宽窄，是衡量光源单色性好坏的参数，各种单色光LED发光的谱线半宽度小于40nm，单色性较好。
（3）主波长
有的光源发出的光不仅只有一个峰值波长，甚至有多个高低不同的峰值。为了描述此光源的色度特性，需要引入主波长的概念。主波长描述的是人眼所能观察到的由此光源发出的光的颜色倾向所对应的单色光的波长。
主波长的概念通常不是用来描述单色光，而是描述多个峰值的色光混合起来所呈现的颜色。例如，GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，LED的主波长会随着长期工作，结温升高而偏向长波方向。
主波长的数值可用如下方法来确定：用某一光谱色，按一定比例与一个确定的标准照明体（如CIE标准照明体A、B、C或D65）相互混合而匹配出样品色，该光谱色的波长就是样品色的主波长。颜色的主波长相当于人眼观测到的颜色的色调（心理量）。
如果光源的单色性很好，则峰值波长 λ p 的数值基本上等于主波长。对于蓝光LED芯片，峰值波长要比主波长短一点（5nm左右）。
（4）色品坐标
如前面分析CIE 1931-XYZ系统所述，某种颜色在CIE 1931-XYZ色度图中的色品坐标（或称色度坐标）是描述该颜色的色度特性的重要参量，颜色色品坐标的不同对应着颜色的差异。在实际LED封装中的分光等应用场合需要用到色品坐标的概念，此时通常用色度图中 X 和 Y 的坐标值来表示。对于白光LED的分光，色品坐标的 X 、 Y 值均为接近于0.33的一个数值，表明白光中 X 、 Y 、 Z 三个颜色分量的比例接近，根据 X 、 Y 具体数值的不同，体现出一定的颜色偏向性。
色品坐标还可以用于说明主波长的概念：
CIE 1931-XYZ色度图边沿的舌形曲线代表饱和度为1的纯光谱色，假若已知某光的色品坐标为A，则从色品坐标图中等能白色（0.33，0.33）处引一线段指向A，再将该线段延长，则延长线和色度图边沿的交点对应的波长为该色光的主波长。