Khi củi, nến hay bấc đèn cháy mà không đủ khí, một phần nhiên liệu không cháy hết và biến thành những hạt bồ hóng li ti. Ngọn lửa nung các hạt này lên tới cả nghìn độ, khiến chúng nóng đỏ và tự phát ra ánh sáng, giống như thanh sắt được nung trong lò rèn. Màu của một vật nóng phát sáng phụ thuộc vào nhiệt độ của nó, và quanh mức 1000 đến 1200 độ C, nó ánh lên màu cam vàng quen thuộc.

Nguyên nhân cốt lõi là bức xạ nhiệt, tức hiện tượng một vật đủ nóng thì tự phát ra ánh sáng. Nhiệt độ càng cao, ánh sáng càng chuyển dần từ đỏ sang cam, vàng rồi trắng xanh. Ngọn lửa màu cam thường là ngọn lửa cháy thiếu oxy: nhiên liệu không cháy trọn nên sinh ra nhiều bồ hóng, và chính các hạt rắn nóng rực này quyết định màu sắc. Ngược lại, khi được cấp đủ khí như ở bếp gas mở lớn, nhiên liệu cháy sạch và gần như không còn bồ hóng, nên ngọn lửa chuyển sang xanh; màu xanh này đến từ các phân tử khí bị kích thích chứ không phải từ hạt rắn nóng sáng.

Hãy để ý bếp gas trong nhà bạn. Khi mở van vừa đủ, ngọn lửa xanh biếc và rất nóng, nhưng nếu lỗ thông khí bị bịt bẩn, lửa sẽ ngả vàng cam và đáy nồi dễ bị ám một lớp muội đen. Lớp muội đó chính là bồ hóng, bằng chứng cho thấy màu cam gắn liền với việc cháy thiếu khí. Ngọn nến cũng vậy: lửa nến luôn vàng cam vì bấc cháy chậm và thiếu oxy ở phần giữa ngọn.

Nhiều người nghĩ lửa cam nóng hơn lửa xanh vì trông rực rỡ hơn, nhưng thực tế lại ngược lại. Lửa xanh cháy sạch và nóng hơn lửa cam vàng. Cảm giác cam nóng hơn chủ yếu đến từ liên tưởng đời thường giữa màu cam và sức nóng, còn về mặt vật lý, ngọn lửa càng ngả xanh trắng thì nhiệt độ càng cao.