與激光二極管類似，超輻射發光二極管基于電驅動pn結，當正向偏置時，該pn結具有光學活性，并在寬波長范圍內產生放大的自發發射。SLD的峰值波長和強度取決于活性材料組成和注入電流水平。SLD被設計為對于沿著波導產生的自發發射具有高的單通放大，但是與激光二極管不同，反饋不足以實現激射作用。這是通過傾斜波導和防反射涂層刻面的共同作用非常成功地獲得的。

SLD是具有相當寬的光學帶寬的光源。它們不同于光譜非常窄的激光器和光譜寬度大得多的白色光源。這種特性主要反映在光源的低時間相干性上（這是發射的光波隨時間保持相位的有限能力）。然而，SLD可能表現出高度的空間相干性，這意味著它們可以有效地耦合到單模光纖中。一些應用利用SLD源的低時間相干性來實現成像技術中的高空間分辨率。相干長度是經常用于表征光源的時間相干的量。它與光學干涉儀的兩臂之間的路徑差有關，在該干涉儀上光波仍然能夠產生干涉圖案。

一方面，SLD是被優化以產生大量放大自發發射（ASE）的半導體器件。為了做到這一點，它們結合了高功率增益部分，其中以30dB或更高的高增益因子放大種子自發發射。另一方面，SLD缺乏光學反饋，因此不可能發生激光作用。通過使小平面相對于波導傾斜來抑制從光學部件（例如連接器）到腔中的光的背反射產生的光學反饋，并且可以通過抗反射涂層來進一步抑制。避免了共振器模式的形成，從而避免了光譜中明顯的結構和/或光譜變窄。