Monivärinen LED on elektroninen laite, joka sisältää useamman kuin yhden värin valodiodit. Jokainen valoa lähettävä diodi tuottaa eri valon väriä ajamalla sähköä puolijohteen läpi, ja sitten eri värit sekoitetaan toisiinsa halutun lopullisen värin luomiseksi. Useimmat värit, jotka ihmissilmä voi havaita, voidaan tuottaa tällä tavalla. Suunnittelustaan riippuen moniväriset LEDit voivat tuottaa valoa yhdistämällä kaksi, kolme tai neljä pääväriä; näitä kokoonpanoja kutsutaan vastaavasti dikromaattisiksi, trikromaattisiksi ja tetrakromaattisiksi. Videonäyttötekniikassa käytetään monivärisiä LED-valoja.
Kuten kaikki valodiodit, monivärinen LED tuottaa valoa ilmiön nimeltä elektroluminesenssi. Kun valodiodi kytketään päälle, sähkövirta alkaa kulkea puolijohteen läpi. Kun puolijohdemateriaalin johtuskaistan läpi virtaavat suurienergiset elektronit siirtyvät materiaalin alemman energian perustilaan, niiden menettämä energia lähetetään fotoneina. Näiden fotonien energiataso ja aallonpituus riippuvat materiaalista, josta puolijohde on valmistettu, ja tuloksena olevan valon väri riippuu sen aallonpituudesta.
Moniväriset LEDit hyödyntävät sitä tosiasiaa, että kun henkilön silmään osuu valon useita aallonpituuksia samasta lähteestä, kyseinen henkilö kokee sen yhtenä sekoitettuna värinä eikä havaitse eri aallonpituuksia vastaavia värejä erikseen. Esimerkiksi ihmissilmä pitää valoa, jonka aallonpituus on 620–750 nanometriä, punaisena ja valoa, jonka aallonpituus on 495–570 nanometriä, vihreänä. Molemmat aallonpituudet samanaikaisesti saavat ihmisen näkemään keltaista, jota normaalisti tuottaa valo 570-590 nanometrin alueella. Tämä mahdollistaa moniväristen LEDien luovan laajan värivalikoiman.
Yleisin monivärinen LED-kokoonpano, jota usein kutsutaan RGB: ksi, on trikromaattinen, ja siinä on punaisia, vihreitä ja sinisiä diodeja. Näitä pidetään ihmisen normaalin näkökyvyn päävärinä, mikä heijastaa eri aallonpituuksia, joille ihmissilmän kolme erilaista kartiosolua ovat herkimmät. Jokainen RGB -LED -näytön pikseli sisältää yhden diodin kustakin kolmesta näistä väreistä, jotka ovat niin pieniä ja tiiviisti yhteen pakattuja, että ihmissilmä ei pysty havaitsemaan niitä erillisinä valonlähteinä. Kunkin pikselin diodit kytkeytyvät päälle ja pois eri yhdistelmissä tarpeen mukaan tuottamaan kaikki katsojan näkemät värit.
Monivärisiä LED-näyttöjä käytetään yleisesti erittäin suurten videonäyttöjen luomiseen, kuten mainostaulut ja urheilustadionien videonäytöt. On olemassa pienempiä televisioruutuja, jotka soveltuvat kotikatseluun monivärisellä LED-tekniikalla, mutta ovat useimmissa tapauksissa jäljessä formaateista, kuten plasma- ja nestekidenäyttöisistä televisioista. Niitä ei pidä sekoittaa LED-taustavalaistuihin nestekidenäyttöihin, joita kutsutaan usein LED-näytöiksi tai näytöiksi, mutta jotka ovat itse asiassa nestekidenäyttöjä, jotka käyttävät LEDiä taustavaloon.