Elektroluminesenssi-ilmiön voidaan katsoa olevan luonteeltaan sekä sähköinen että optinen. Se johtuu kyseisen materiaalin reikien ja elektronien säteilevästä rekombinaatiosta. Jännittyneistä elektroneista vapautuu fotoneja, jolloin syntyy valoa. Toisin kuin hehkutus (valon syntyminen lämmön vaikutuksesta), kemiluminesenssi (valon syntyminen kemiallisen reaktion vaikutuksesta), mekanoluminesenssi (valon syntyminen mekaanisen vaikutuksen vaikutuksesta) ja sonoluminesenssi (valon syntyminen äänen vaikutuksesta), elektroluminesenssi on harvinainen tapaus, jossa sähköenergian suora muuntuminen valoksi tapahtuu ilman lämmön syntymistä. Sähköluminesenssi kiteissä voidaan saavuttaa pääasiassa kahdella tavalla: itseisarvolla ja varauksen injektiolla. Nämä kaksi tekniikkaa eroavat toisistaan siten, että ensimmäisessä tapauksessa sähköluminesenssimateriaalin läpi ei kulje nettovirtaa ja jälkimmäisessä tapauksessa luminesenssi kestää vain sähkövirran läpimenoon asti.

Elektroluminesenssilaite muistuttaa laseria siinä, että materiaalissa syntyy fotoneja, kun perustilasta siirrytään virittyneeseen tilaan. Ero elektroluminesenssilaitteen ja laserin välillä on siinä, että elektroluminesenssilaitteen toimintaan tarvitaan vähemmän energiaa, eikä se myöskään tuota koherenttia valoa.