同等功率下LED發光二極管亮度差異的核心原因是光效不同，即單位電功率轉化為可見光的效率存在差異，具體由以下4個關鍵因素決定：
 
a.芯片本身的性能差異——最核心的因素
發光材料與技術：不同材質（如藍寶石、碳化硅襯底）、不同制程的芯片，電子與空穴復合發光的效率（內量子效率）天差地別。
芯片尺寸：在同等電流下，更大尺寸的芯片通常能承受更高功率，減少電流密度過高導致的光效下降。

b.封裝工藝與材料——直接影響光的輸出效率
熒光粉質量與配比：白光LED依賴藍光芯片激發熒光粉，熒光粉的轉化率、穩定性和配比，決定了最終白光的亮度和色溫。劣質熒光粉會導致大量光被吸收或轉化為不可見光。
封裝膠水：高透光率的硅膠/環氧樹脂能減少光在封裝層的損耗，而劣質膠水會因發黃、透光差降低亮度。
支架與散熱：封裝支架的熱傳導能力影響芯片工作溫度，溫度越高光效越低（光衰）；同時，支架的反光杯設計也會影響光的出射角度和集中度。

c.驅動電流與工作溫度——工作狀態的影響
驅動電流：LED光效并非恒定，存在一個“最佳電流”。超過或低于這個電流，即使總功率相同（功率=電壓×電流），實際亮度也會下降。
工作溫度：高溫會顯著降低芯片的內量子效率，加速熒光粉老化，導致相同功率下亮度大幅降低，這也是散熱設計重要的原因。

d.光譜與色溫——人眼感知的“亮度”差異
人眼對不同波長的光敏感度不同（遵循“明視覺函數”），相同光通量（單位流明lm）下，黃綠色光看起來比紅光、藍光更亮。
兩款LED發光二極管的實際光通量相同，若色溫不同（如暖黃光vs冷白光），人眼主觀感受到的“亮度”也會有差異，通常冷白光因含更多人眼敏感的綠色光成分，會顯得更亮。