Quando un combustibile brucia, produce fuliggine, che sono piccole particelle di carbonio. Queste particelle possono diventare incandescenti, nel senso che emettono luce quando vengono riscaldate a una temperatura sufficientemente elevata. L'incandescenza delle particelle di fuliggine è ciò che conferisce alla fiamma il suo aspetto luminoso.

2. Chemiluminescenza

La chemiluminescenza è l'emissione di luce come risultato di una reazione chimica. In una fiamma, la chemiluminescenza si verifica quando alcune specie chimiche, come il monossido di carbonio e la formaldeide, reagiscono con l'ossigeno. L'energia rilasciata da queste reazioni è sotto forma di luce.

3. Ionizzazione

Quando una fiamma è molto calda, può causare la ionizzazione degli atomi e delle molecole nel carburante. Ciò significa che perdono i loro elettroni, lasciando dietro di sé ioni caricati positivamente. La ricombinazione degli ioni con gli elettroni può rilasciare energia sotto forma di luce.

I contributi relativi di questi tre meccanismi alla luminosità di una fiamma dipendono dal tipo di combustibile e dalle condizioni in cui viene bruciato. Ad esempio, una fiamma che brucia una miscela ricca di carburante (cioè una con un elevato rapporto carburante/aria) produrrà più fuliggine e quindi sarà più luminosa di una fiamma che brucia una miscela magra di carburante. Allo stesso modo, una fiamma che brucia ad alta temperatura produrrà più chemiluminescenza e ionizzazione rispetto a una fiamma che brucia a bassa temperatura.