光照是植物生长发育的主要因素，光合作用是地球上物质无机有机转化的主要受波长在300mm到800mm范围内能够被绿色植物叶绿素或光受体吸收。上世纪70年代人们其实已经开始研究普植物在人工光下生长，由于研究遇到棘手问题导致停止了研究，普遍认为植物只有在太阳光下才能完成生活史。

直到红光LED的发明为植物光质研究提供了参考。再接着蓝光的发现推动了植物所需光质的研究。光合有效辐射光谱中不同光质对植物光合作用和形态建成的重要性是不等同的，其中红光和蓝光对植物光合作用极为重要，确定以红光、蓝光为光谱的人工光补光植物提供了开始的实验。

直到后来LED红蓝组合光可以替代荧光灯等进行植物补光的研究成果出现，奠定以LED红蓝光质为核心的人工光源LED植物灯。 后面实验小麦可在LED植物灯红蓝光源下完成生命周期，生物量和种子产量比荧光灯照射效果下都有所提高，又有人以拟南芥为试材，得到了相同的结果，LED植物灯红蓝光可以进行人工光植物栽培。

采用LED植物灯红蓝光代替太阳光与其传统植物灯进行人工植物种植，使得植物种植可以打破环境，地域和季节的约束。这才让更多的植物工厂、温室大棚。植物研究基地出现，随着研究发现，除了LED红蓝光对植物的效果明显，还有一些有益光对植物也有作用，需要搭配红蓝光一起对植物进行补光。

对设施作物而言，光质需求与分布特征具有时空差异，也具有植物种类与品种差异。植物生长发育的光质的本质需求分阶段性，在萌发阶段(通常为春季)需要IR和热量;在营养生长阶段(夏季)需要较多的蓝光，重点进行光形态建成;到了秋季需要更多红光，促进光合作用和碳水化合物的累积、储存与利用，LED植物灯的光谱都可以满足这些需求。

植物光合作用时，辐射能量按波长或频率进行分布。多用“光质”表示辐射光谱特性。光辐射响应(植物的)指植物对入射辐射的响应，可分为光合响应和光形态响应两种。光合响应指由植物的营养生长和产能确定的对入射辐射的响应。光合响应指由植物的营养生长和产能确定的对入射辐射的响应。光形态响应指植物和形态对入射辐射的响应，由光敏色素及其光固定状态控制，包含植物的发芽，色素的合成和形态发育。光合有效辐射（PAR）指照射到植物上的被植物吸收用于光合作用的特定波段范围内的辐射能。

LED植物灯如何提高植物生长补光效率有两个方法。第一种确定植物种类及品种的光谱响应曲线、红蓝光需求比例，以及所需的光照总量和光周期，然后定制LED植物灯光谱，再根据植物生长进行调节。第二种按照植物光环境需求提LED植物灯照明系统。光照作为植物生长过程中的一种营养素，保证植物的健康生长。