Đầu que diêm chứa phốt pho, kali clorat và lưu huỳnh, và khi bị ma sát nung nóng, phốt pho bốc cháy, khiến hai vật liệu khác bốc cháy. Khi được đốt cháy, kali clorat tạo ra lượng oxy vượt xa những gì thường được tìm thấy trong không khí xung quanh. Hỗn hợp oxy và lưu huỳnh cháy đều, đốt cháy que diêm tạo ra ngọn lửa có thể sử dụng được.
Trong một trận đấu tấn công ở mọi nơi, đầu que diêm chứa tất cả các hóa chất cần thiết để kích hoạt phản ứng và khai hỏa. Phốt pho, kali clorat và lưu huỳnh được trộn đều khắp đầu que diêm, và thủy tinh nghiền được thêm vào để tạo thêm ma sát. Điều này giúp cho que diêm có thể đánh lửa ở bất kỳ đâu trên bất kỳ bề mặt gồ ghề nào, nhưng nó có nguy cơ mất an toàn. Các que diêm không được bảo vệ có thể cọ xát với nhau hoặc các bề mặt thô ráp, gây ra hiện tượng bốc cháy bất ngờ.
Các que diêm an toàn ngăn chặn sự cố này bằng cách loại bỏ phốt pho khỏi đầu que diêm, thay vào đó, sử dụng nó để ngâm tẩm dải nhám dọc theo mặt sau của cuốn diêm. Nếu không có phốt pho, ma sát thôi thì không đủ để bắt đầu phản ứng và đốt cháy que diêm. Đầu que diêm phải được kéo theo dải được nhúng phốt pho để tạo ra mảnh ghép cuối cùng của câu đố hóa học.
