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火是人類文明致勝的法寶之一，只有人類才具有將火付諸實踐的能力。對這種平常的事情，有時也不由得讓人好奇，火焰究竟是由什麼構成的？為什麼地球對大氣層都有束縛的能力，使得大氣層的絕大多數質量都集中在離地面10公裡以內，而火焰卻似乎能克服地心引力，有往上飄的本事？
火苗發生與組成
對我們最熟悉的火焰來說，大家可能都知道，由可燃物和氧氣的快速反應所引起的快速發熱現象，伴隨著氣體、無機物灰的產生而產生。這一過程是如何發生的，可燃物是與氧氣直接反應，還是另有玄機？
細看之下，火焰並非產生於可燃物質的內部，而是始終附著在表面，燃燒的原因是氧氣通過氣隙進入後，燃燒得較慢，也不夠充分，儘管也能發出光和熱，但卻沒有火焰，制木炭是在氧氣未充分燃燒的情況下，使木材形成多孔隙結構，使氧氣容易進入就更容易燃燒；而粘附在表面的火焰，由於燃燒介質的不同，形狀不同，氣體會散開，這是一種倒可以理解的現象，為什麼固體的燃燒也是如此？
火的產生有一個非常重要的條件，那就是超越燃點的溫度，在高溫下，物質的粒子更加活躍，有些可燃粒子離開固體表面進入空氣中，在高溫下，與氧氣分子快速化合，如果溫度較高，物質粒子還會離子化，即變成等離子態，這使固體可燃物質的燃燒也具有一個明顯的燃燒界面。這就是說，火焰發生在氣態的狀態，固體可燃物的燃燒首先轉變成稀薄氣體或等離子態，然後與氧氣發生反應，當然，在反應過程中，有些不能燃燒的無機物灰燼會被捲起來。
因此，火焰的物質組成中有氧(如氧自由基等形貌)、可燃物粒子、等離子體、灰燼等；而火焰的發光是由物質原子在高溫下的原子態激發而成，電子躍遷發出可見光譜圖，不同元素的原子躍遷能級不同，導致火焰的顏色也不一樣。
不同環境中的火焰狀態
我們在地球上看到的火焰，都是類似的形狀，形狀像水滴，而且尖端更黃更亮；無論是燃燒時使用氧氣，還是使用氯氣時使用氧化劑時使用氧化劑，火焰都是類似的形狀。
左邊是地球，右邊是太空
太空中火焰的形狀卻很不一樣，會形成一個圓球狀的覆蓋在燃燒界面上，不會像地球上的火焰一樣飄忽不定，而且火焰的顏色會更藍。
若能了解地球與空間微重力環境之間的差異，就能理解為什麼地球上的火焰一直向上飄蕩。
為什麼火焰向上飄
太空站是人類建造在太空中的試驗臺，其內部氣體環境儘管與地球大氣層略有不同，但氣體中也含有燃燒反應所需的氧氣，因此，這種差異並不是太空火焰與地球火焰形狀不同的原因。與空間站一起繞地球運行不同的是，地球對氣體的引力也產生環形運動的向心力，因此氣體也處於失重狀態，與大氣層集中在地表附近不同的是，太空中的氣體僅僅依靠自由擴散運動來維持較均勻的密度。
而且地球上由於重力的作用，絕大多數大氣都被束縛在地表附近，而大氣分子質量較小，在熱量的推動下會發生較劇烈的運動，即熱膨脹冷縮現象較明顯，火焰熱使上部的氣體膨脹散失，火焰周圍形成低氣壓區，同時熱空氣的上升也會託起火焰，使火焰呈類似水滴的形狀。而且周圍氣體由於低熱量、低密度、高氣壓等原因，會向火焰形成的低氣壓區域中壓，這種現象叫做對流。對流能為火焰源源不斷的補充氧氣，從而持續支持燃燒。
宇宙中火焰的熱量雖然也會使燃燒界面附近的空氣膨脹，但其周圍受熱較少的氣體並不會下沉，無法形成地球上的對流效應，使火焰呈圓球狀；由於對流現象不明顯，火焰燃燒的氧氣補充也較慢，更容易發生不完全燃燒，產生一氧化碳，而且還可以繼續燃燒，顏色卻是藍色。
綜上所述，說了這麼多，地球上的火焰可以向上飄，莫非正是地球的引力所致。燃燒界面上的可燃顆粒與氧氣發生快速反應，由於重力和熱膨脹冷縮現象，受熱不均勻的氣體會形成對流，對流中的氣體移動較快，會拖拽燃燒界面，使燃燒顆粒克服重力的作用，所以火焰會向上飄。
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