Mivel a LED-es meghibásodási mechanizmusok többsége hőmérsékletfüggő, a félvezető csatlakozási hőmérsékletét alacsonyan kell tartani a jó teljesítmény és megbízhatóság érdekében. Általánosságban elmondható, hogy a termikus rendszer tervezése magában foglalja a hajtásáram, a környezeti működési feltételek, a hőút mentén lévő összes komponens hőellenállásának és az összes kapcsolódó interfész ellenállásának figyelembevételét. A LED-ek nagy meghajtóáramokon és magas környezeti hőmérsékleten történő működéséhez a fénykibocsátás és a megbízhatóság veszélyeztetése nélkül hatékony hőelvonásra van szükség a félvezető csatlakozási pontból a környezetbe. A hő mindig a magasabb hőmérsékletű régiókból áramlik az alacsonyabb hőmérsékletű régiókba, amíg el nem éri a termikus egyensúlyt. Így a hőkezelés feladata a világítási rendszer hőimpedanciájának csökkentése. A hőimpedancia a teljes ellenállás mértéke a hőáramlással szemben a hőpályán. Tartalmazza az összes hőellenállást alkatrész- és interfészszinten.
A LED-es világítási rendszerek tipikus termikus kialakítása csomagszintű és rendszerszintű hőkezelésből áll. A csomagszintű hőkezelés kezeli a csatlakozás és az alapfelület közötti hőellenállást, valamint a LED-ek és a fémmagos nyomtatott áramköri lap (MCPCB) közötti forrasztási kapcsolat hőbiztonságát. A rendszerszintű hőkezelés kezeli a hőátadást az MCPCB-ről egy hűtőbordán keresztül a környező környezetbe. Az MCPCB-ből a hűtőbordába irányuló hőáramlás maximalizálása érdekében a két komponens közé egy hőfelületi anyagot (TIM) helyeznek, amely lehet zsír, epoxi vagy betét, hogy kitöltse a felületi légréseket és üregeket. A hűtőborda szerepe abban, hogy a hulladékhőt a lehető leghatékonyabban vonja ki az MCPCB-ből a környezeti levegőbe, hogy a LED-csomagokon belül ne keletkezzen hőképződés. Ehhez a hűtőborda hőátadási sebességének meg kell haladnia azt a terhelési sebességet, amelynél a hőenergia a csomópontba kerül.
