灰度也就是色階或灰階，是指亮度的明暗程度。對于數字化的顯示技術而言，灰度是顯示色彩數的決定因素。一般灰度越高，顯示的色彩越豐富，畫面也越細膩，更易表現豐富的細節。戶外LED顯示屏灰度等級主要取決于系統的A/D轉換位數。當然系統的視頻處理芯片、存儲器以及傳輸系統都要提供相應位數的支持才行。

戶外LED顯示屏的灰度雖然是決定色彩數的決定因素，但并不是說無限制越大越好。因為首先人眼的分辨率是有限的，再者系統處理位數的提高會牽涉到系統視頻處理、存儲、傳輸、掃描等各個環節的變化，成本劇增，性價比反而下降。

LED顯示屏的亮度鑒別等級是指人眼能夠分辨的圖像從z黑到z白之間的亮度等級。前面提到顯示屏的灰度等級有的很高，可以達到256級甚至1024級。但是由于人眼對亮度的min感性有限，并不能完全識別這些灰度等級。也就是說可能很多相鄰等級的灰度人眼看上去是一樣的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。

灰度非線性變換是指將灰度數據按照經驗數據或某種算術非線性關系進行變換再提供給顯示屏顯示。由于LED是線性器件，與傳統顯示器的非線性顯示特性不同。