此前已简单介绍过LED在医疗的应用，可以从用途和光源(如紫外光、红外光等)两个角度分类。现首先对LED与传统光源的特点进行对比分析，然后对LED在医疗卫生领域的应用进行总结、分析，主要从医用特殊灯具照明、疾病诊断、医学治疗三方面进行讨论。当然，以下所举例子只是LED医疗应用的一小部分而已。
1、LED与传统光源的对比
LED具有与传统光源所无法比拟的优点，光源体积小、发光效率高、能耗低、功率小、寿命长、环保，各种性能的对比详见表1。
由上对比，可以看出：
(1)LED发光效率高且环保，因此在医学方面可用于普通照明;
(2)LED为点光源、体积小、色温范围可在一定范围调节，因此可替代医用特殊照明设备，如无影灯、牙科头灯;
(3)LED体积小，可选发光波段多，可用作诊断设备的光源，因此可用于医学诊断;
(4)LED指向性好、发光波段可选择性多，因此可用于靶向治疗等。
2、医用特殊灯具照明
一般情况下在视机能检查室(主要指眼科)的照度值需到达7500 Ix，并且要求调光至50 lx范围;对手术室，一般照度要求不低于1000 lx，无影灯作为局部照明，应在手术台30cm范围内达到20000 Ix以上，并且需要可调的辅助光源;内视镜检查室、X线透视室、眼科暗室等的照度在50～100 lx范围，且可调光至0 lx。以往医学环境中主要使用的热辐射光源或气体放电光源，由于发光效率低下，使用寿命短等诸多原因，很难满足现在飞速发展的医疗卫生科学的要求。针对这样的照明的要求可以采用可见光LED代替传统光源。
目前临床上使用的无影灯多属于卤素灯，照明中产热高，且容易造成手术室内气体乱流，使无菌条件发生改变，影响无菌级别。LED是冷光源，在发光过程中只有极少量的紫外线、红外线辐射，避免了长时间发光产生较高热量，对周围环境温度影响很小，不产生乱流，可以营造稳定的手术环境，使无菌级别大大提高，加之LED使用寿命长，驱动电压、电流小，整个手术过程中电源稳定性更强。
重庆将LED技术与机械工艺相结合，成功研制了色温连续可调的大功率LED芯片手术无影灯，通过利用LED的良好的发光特性和新型机械工艺——万向节悬臂技术，使新型的手术无影灯与传统设备相比有极大的优势，无频闪、机械性强、能耗小，关键是实现通过调节色温满足手术状态下人体不同组织在不同色温条件下的显色特性要求，这是对新一代医疗设备的启发，但还需要在临床的应用中得到验证并不断完善。
由于半导体发光器的体积小，光束集中，设计过程中的可塑性更强，故在照明过程中，对光线的控制可以更加精细，覆盖更广的面积，达到传统光源所不能达到的角落，真正实现“无影灯”的概念。另外，LED的可塑性强，不但使得在照明过程中的照明效果更加完善和精确，而且使照明设备体积大大缩小，可以设计成便于医生携带的，轻巧灵敏的小型发光器，方便医生工作。
随着光纤技术的发展，新一代具有良好特性的光纤被广泛地应用于各种医疗仪器，特别是在内窥镜、手术拉钩、口内深部照明器和头灯等方面。而该技术的关键，也是难点就在于如何将光线导入光纤。这方面，传统的光源如卤素灯、弧光灯，发光散，照度低，很难满足需求，而大部分激光器的产热量高，长时间工作容易损坏仪器。
现在在内窥镜中广泛采用的光源是氙气灯，但由于其基本技术原理仍然采用高压击穿方式，因而不可避免地需要较高的驱动电压，工作温度也很高;而LED光源则不存在这方面的问题，LED的封装单体，全部光线集中在15°角以内，发光光束窄，使得光线与光纤更容易耦合，且保证了发光效率和发光强度，在理论上可简化或省去原本复杂的驱动电路和散热系统，提高了仪器的工作效率。
2008年7月徐佳等提出了基于Etendue和显色特性的LED照明系统设计，采用W-LED为主光源研制了内窥镜照明系统试验样机，它提供了高亮度均匀的照明，同时加入另一支补色光路提高了显色特性。其主要也是应用W-LED所能提供的较宽频谱，使物体能根据自身的光谱反射率反射相应波长的光，从而显示出物体的正确颜色。光纤技术的发展必然会要求性能更高的光源，目前的半导体发光器无论是从已有的光学特性还是发展空间上，都有非常可观的前景。
为了满足医用照明的需要，需要使用大功率LED作为光源，而市场上大功率白光发光二极管的价格较传统光源较高，提高了设备成本。除此之外，LED的一个致命的缺点在于显色指数低，虽已达到基本要求，但为了让半导体发光器真正的普及到医疗照明与成像中，必须在技术上和工艺上解决这些问题。目前，已有研究表明将橙色、黄色、蓝色和绿色的荧光粉以一定比率混合可以提高显色性。
3、医学治疗
与激光器相比，LED发射光谱可覆盖365～880nm波长范围，同激光器相比有更多的选择，且价格相对较低。与普通宽光谱光源相比，LED的发射光谱可以控制在约10nm的范围内，可以使用治疗效果最佳的波段而无须担心杂光造成的影响。
