PWM-himmennys ohjaa LEDin kirkkautta kytkemällä virtalähdettä nopeasti päälle ja pois kiinteällä taajuudella, joka vaihtelee tyypillisesti 200 Hz:stä useisiin kHz:eihin. LEDin läpi kulkeva keskimääräinen virta – ja siten sen havaittu kirkkaus – määräytyy käyttöjakson eli päällekytkentäajan ja syklin kokonaisajan suhteen perusteella. 100 %:n käyttösuhde tarkoittaa täyttä kirkkautta, kun taas 10 % tuottaa himmeän 10 %:n tehon. PWM:n tärkein etu on sen poikkeuksellinen lineaarisuus ja värin vakaus: koska LED toimii nimellisvirrallaan päällekytkentävaiheessa, värilämpötila pysyy vakiona kaikilla himmennystasoilla. Tämä tekee PWM:stä ihanteellisen sovelluksiin, joissa värien tarkkuus on kriittinen, kuten vähittäiskaupan näyttelyihin, museoihin ja valokuvausstudioihin.
Kriittinen parametri on kuitenkin kytkentätaajuus. Jos taajuus putoaa alle noin 200 Hz, ihmissilmä voi havaita välkkymistä, mikä johtaa näköuupumukseen, päänsärkyyn tai jopa valoherkän epilepsian laukaisemiseen herkillä yksilöillä. Ammattimaiset valaisimet käyttävät tyypillisesti yli 1 kHz:n taajuuksia – usein 20 kHz tai korkeampia – poistaakseen näkyvän välkkymisen kokonaan. Esimerkiksi huippuluokan toimistoremontissa suunnittelutiimi määritteli PWM-ajurit 25 kHz:n kytkentätaajuudella, mikä varmisti, että edes nopeassa videotallennuksessa ei näkynyt raitoja tai välkkymistä. PWM:n päärajoitus on, että se voi aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä (EMI) korkeilla taajuuksilla, mikä vaatii huolellista suojausta ja asettelua. Siitä huolimatta useimmissa LED-valaistussovelluksissa PWM on edelleen yleisin himmennysmenetelmä sen kustannustehokkuuden ja erinomaisen suorituskyvyn ansiosta.
