L'effet d'économie d'énergie des projecteurs LED est très significatif, et le pourcentage d'économie d'énergie dépend du type de référence par rapport aux luminaires traditionnels.
Comparativement aux lampes halogènes, les projecteurs LED permettent d'économiser environ 80 à 90 % d'énergie. Par exemple, un projecteur halogène de 500 W émet environ 8 000 lumens (efficacité lumineuse d'environ 16 lm/W), tandis qu'un projecteur LED haute efficacité de 80 W (efficacité lumineuse de 100 lm/W) suffit pour obtenir la même luminosité. Ainsi, pour une utilisation de 3 000 heures par an, une lampe halogène consomme 1 500 kWh, contre seulement 240 kWh pour une LED, soit une économie de 1 260 kWh. À 0,8 yuan/kWh, cela représente une économie d'électricité annuelle d'environ 1 008 yuans.
Comparativement aux lampes à halogénures métalliques, les projecteurs LED permettent d'économiser environ 50 % à 70 % d'énergie. Un système d'éclairage à halogénures métalliques de 1 000 W (pertes du ballast incluses) consomme environ 1 100 W et offre un flux lumineux d'environ 90 000 lumens (efficacité lumineuse d'environ 80 lm/W). Pour obtenir le même flux lumineux, un projecteur LED nécessiterait environ 700 W à 800 W (calculé à 120 lm/W). Cependant, compte tenu des pertes importantes d'éclairage vers le haut et du faible rendement des lampes à halogénures métalliques, en pratique, des LED de 500 W à 600 W permettent souvent d'obtenir le même éclairage routier. Cela signifie qu'une lampe à halogénures métalliques consomme environ 3 300 kWh par an, tandis qu'une LED offrant le même rendu consomme environ 1 800 kWh, soit une économie de 1 500 kWh. De plus, les lampes aux halogénures métalliques nécessitent un remplacement périodique des ampoules (environ une fois par an), contrairement aux LED, ce qui permet de réaliser des économies sur les coûts de main-d'œuvre et de matériaux.
Comparées aux lampes à sodium haute pression, les LED offrent des économies d'énergie similaires, mais ces dernières présentent un rendu des couleurs extrêmement médiocre (IRC ≈ 20). Si l'objectif est d'accroître l'éclairement pour obtenir un meilleur rendu des couleurs, l'avantage des LED en matière d'économie d'énergie est encore plus marqué. En résumé, le remplacement d'un projecteur traditionnel par un projecteur LED permet généralement d'amortir l'investissement initial en 1 à 3 ans (grâce aux économies d'électricité), les années suivantes générant des économies pures. Pour les grands projets d'éclairage commercial ou municipal, les économies d'énergie annuelles réalisées grâce à la modernisation avec des projecteurs LED peuvent atteindre des centaines de milliers, voire des millions de yuans.