I prodotti della combustione dipendono dalla natura del combustibile e dalle condizioni di reazione. Per esempio, nella combustione del carbone (esente da impurezze e quindi contenente solo carbonio) si produce esclusivamente anidride carbonica se vi è ossigeno in eccesso; in questo caso si parla di combustione completa. In difetto di ossigeno, invece (combustione incompleta), è favorita la produzione di monossido di carbonio accompagnata da fumi; nerofumo, in caso di forte carenza di ossigeno.

L’azoto è un inerte, e pertanto non reagisce con nessun elemento o sostanza durante la combustione. Tuttavia, sotto determinate condizioni (alte temperature, grande eccesso d’aria, presenza di azoto nel combustibile), può reagire e creare gli NOx. Alcune reazioni di ossidazione dell’azoto e del carbonio sono le seguenti:

N2(g)+O2(g)⟶2NO(g)

NO(g)+12O2(g)⟶NO2(g)

C(g)+O2(g)⟶CO2(g)

Anche il tipo di radiazione emessa dipende fortemente dalle specie chimiche in gioco nelle reazioni e in particolare dagli intermedi presenti nella fiamma in stati eccitati. Per esempio, la combustione dell’idrogeno, che produce acqua, presenta una fievole luce azzurrina a causa delle transizioni dell’idrogeno monoatomico, mentre la combustione di composti che contengono importanti quantità di carbonio comporta una fiamma spesso di colorazione giallo-arancio per via della specie C2. Il fatto sperimentale che composti diversi siano associati a una diversa colorazione della fiamma viene sfruttato nell’ambito della chimica analitica per effettuare un particolare tipo di analisi qualitativa, chiamata saggio alla fiamma.

Le reazioni di combustione hanno una dinamica molecolare estremamente complessa, ma in genere si può dire che si tratta di reazioni radicaliche a catena.

Per estensione ci si può riferire a reazioni di combustione anche quando l’ossidante non è l’ossigeno, per esempio si può dire che l’idrogeno brucia in presenza di cloro. O addirittura si parla di combustione anche quando non sono in gioco reazioni chimiche ma reazioni nucleari, vedi combustibile nucleare.