Zweifarbige LEDs sind die gleichen Leuchtdioden wie einfarbige, mit dem Unterschied, dass in einem Gehäuse zwei LEDs mit verschiedenen Farben untergebracht sind. Sie haben die gleichen Charakteristika und Kennwerte wie einfarbige LEDs. Das bezieht sich auf die Helligkeitswerte, den Ausstrahlbereich, die Lebensdauer und alle anderen LED-Kennwerte.
Bi-Color LEDs können zwei oder drei Anschlussdrähte haben, je nachdem wie sie intern verdrahtet sind. Bei der zweiadrigen Ausführung sind die beiden Leuchtdioden parallel geschaltet, allerdings in umgekehrter Richtung. Dabei ist die Anode der einen Leuchtdiode, beispielsweise einer roten LED, mit der Kathode der zweiten LED, beispielsweise einer grünen LED, verbunden. Liegt an der Parallelschaltung keine Spannung an, bleiben die LEDs dunkel, ebenso, wenn an beiden Anschlussdrähten die gleiche positive Spannung anliegt. Liegt an der Anode der roten Elektrode eine positive Spannung die über der Durchbruchspannung liegt, dann leuchtet sie rot. wird die Spannung umgepolt und liegt an der Anode der grünen LED eine positive Spannung, dann leuchtet sie grün.
Die farbliche Kombination von Bi-Color LEDs ist vielfältig und reicht und umfasst die komplette Farbpalette von Rot, Grün und Blau in den verschiedensten Ausprägungen: Rot/grün, rot/orange, rot/blau usw.
Zweifarbige Leuchtdioden werden dort eingesetzt, wo zwei Zustände angezeigt werden müssen. Anders ist es bei dreifarbigen Leuchtdioden, den Tri-Color LEDs. Mit ihnen kann durch Helligkeitssteuerung der rot, grün und blau leuchtenden LEDs ein großes Farbspektrum abgebildet werden.