चूंकि अधिकांश एलईडी विफलता तंत्र तापमान पर निर्भर हैं, अच्छा प्रदर्शन और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए सेमीकंडक्टर जंक्शन तापमान को कम रखा जाना चाहिए। सामान्य तौर पर, एक थर्मल सिस्टम के डिजाइन में ड्राइव करंट, परिवेश संचालन की स्थिति, थर्मल पथ के साथ सभी घटकों के थर्मल प्रतिरोध और सभी संबद्ध इंटरफ़ेस प्रतिरोधों पर विचार करना शामिल है। प्रकाश उत्पादन और विश्वसनीयता से समझौता किए बिना उच्च ड्राइव धाराओं और उच्च परिवेश तापमान पर एल ई डी का संचालन करने के लिए सेमीकंडक्टर जंक्शन से परिवेश के वातावरण में गर्मी को प्रभावी ढंग से हटाने की आवश्यकता होती है। उष्मा हमेशा उच्च तापमान वाले क्षेत्रों से निचले तापमान वाले क्षेत्रों की ओर प्रवाहित होती है जब तक कि एक तापीय संतुलन नहीं हो जाता। इस प्रकार, थर्मल प्रबंधन का कार्य प्रकाश व्यवस्था के थर्मल प्रतिबाधा को कम करना है। थर्मल प्रतिबाधा एक थर्मल पथ के साथ गर्मी के प्रवाह के कुल प्रतिरोध का माप है। इसमें घटक और इंटरफ़ेस स्तरों पर सभी थर्मल प्रतिरोध शामिल हैं।
एक एलईडी प्रकाश व्यवस्था के लिए एक विशिष्ट थर्मल डिजाइन में पैकेज-स्तर और सिस्टम-स्तरीय थर्मल प्रबंधन शामिल होता है। पैकेज-स्तरीय थर्मल प्रबंधन एल ई डी और धातु-कोर मुद्रित सर्किट बोर्ड (एमसीपीसीबी) के बीच जंक्शन-टू-सब्सट्रेट थर्मल प्रतिरोध और सोल्डर इंटरकनेक्शन की थर्मल विश्वसनीयता को संभालता है। सिस्टम-लेवल थर्मल मैनेजमेंट MCPCB से हीट सिंक के माध्यम से आसपास के वातावरण में हीट ट्रांसफर को हैंडल करता है। एमसीपीसीबी से हीट सिंक तक गर्मी के प्रवाह को अधिकतम करने के लिए, एक थर्मल इंटरफेस सामग्री (टीआईएम), जो एक ग्रीस, एपॉक्सी या पैड हो सकता है, को दो घटकों के बीच इंटरफेसियल एयर गैप और वॉयड्स में भरने के लिए रखा जाता है। एमसीपीसीबी से अपशिष्ट गर्मी को यथासंभव कुशलता से परिवेशी वायु में निकालने के लिए हीट सिंक की भूमिका ताकि एलईडी पैकेजों के भीतर कोई थर्मल बिल्डअप न हो। ऐसा करने के लिए हीट सिंक की थर्मल ट्रांसफर दरों को उस लोड दर से आगे निकल जाना चाहिए जिस पर थर्मल ऊर्जा को जंक्शन में पेश किया जाता है।
