Widoczne płomienie to gorące gazy emitujące światło, które naturalnie wznoszą się, ponieważ są gorętsze (i dlatego mniej gęste) niż otaczające je powietrze. Te gorące gazy są produktami ubocznymi reakcji chemicznej spalania, lub nagrywanie.
Proces spalania wymaga trzech rzeczy: paliwa, ciepła i tlenu. Często w codziennych sytuacjach paliwem jest drewno. Gdy drewno jest podgrzewane do "temperatury zapłonu" (300 stopni Fahrenheita), część celulozy, pierwotnego materiału, który tworzy drewno, zaczyna się rozkładać. Rozłożony materiał z drewna składa się z popiołu, pozostałego niepalnego materiału i zwęglonego czystego węgla. Ogień uwalnia również gorące gazy, które wznoszą się jak dym.
Kiedy gazy (lub dym) są wystarczająco gorące (około 500 stopni Fahrenheita) ich cząsteczki ulegają rozpadowi i reagują z tlenem, tworząc parę wodną i dwutlenek węgla, a także tlenek węgla, cząstki czystego węgla i azotu. Ta rekombinacja jest procesem chemicznym znanym jako spalanie. Wszystkie te reakcje chemiczne wytwarzają dużą ilość ciepła, a gdy rosnące cząstki nagrzewają się, emitują światło.
