科学的に定義すると、燃焼とは「熱と光の発生を伴う激しい酸化反応」を指します。単に空気中の酸素と物質が結びつく酸化現象（例えば鉄が年月をかけて赤く錆びる現象）とは異なり、急激なエネルギー放出を伴う点が決定的な違いです。この激しい反応が持続するためには、物理的・化学的に絶対に欠かせない3つの条件が重なり合う必要があります。
第1の条件は可燃物（燃えるもの）です。木材、紙、石油類、あるいは都市ガスやプロパンガスなどが該当します。ただし、個体がそのまま燃えているように見える木材やろうそくであっても、実際には熱によって熱分解ガスや蒸気が発生し、それが気体となって燃焼しているケースがほとんどです。
第2の条件は酸素供給源です。私たちが呼吸している大気中には約21％の酸素が含まれており、一般的な火災ではこれが供給源となります。大気中の酸素濃度が約15％以下に低下すると、通常の物質は自立的な燃焼を維持できなくなります。また、危険物第1類や第6類のように、物質自体が内部に豊富な酸素を抱え込んでいる酸化性液体・固体の場合、空気がない密閉状態であっても猛烈に燃焼を促進させるため極めて危険です。
第3の条件が点火源（熱源）です。物質が燃焼を開始するために必要な最小限のエネルギーを与えるもので、マッチやライターの炎だけでなく、電気火花、静電気の放電、摩擦熱、衝撃熱、さらには圧縮熱などが含まれます。可燃物と酸素がどれほど濃厚に混ざり合っていても、この点火源となる熱エネルギーが与えられない限り、自然に燃え上がることはありません。
しかし、最前線の火災科学や危険物取扱者乙4の現場では、三要素だけでは説明しきれない領域が存在します。それが、現代化学で極めて重視される「第4の要素」である連鎖反応（ラジカル反応の連鎖）です。熱によって分解された可燃性ガスが酸素と反応する際、極めて活性の高い遊離基（ラジカル）が次々と生成され、自己増殖的に反応速度を加速させます。この「可燃物・酸素供給源・点火源・連鎖反応」の4つが揃って初めて、炎を上げて自走する燃焼が成立します。専門機関ではこれを「燃焼の四面体」と呼び、高度な消火戦術の基盤理論として位置付けています。
