Màu sắc được tạo ra do sự chuyển động của các ion kim loại khi được đưa vào ngọn lửa. Nhiệt từ ngọn lửa kích thích các ion và khi các ion di chuyển, chúng giải phóng một luồng năng lượng ánh sáng.
Khi một ion bị kích thích, các electron được chuyển sang trạng thái năng lượng cao hơn. Trạng thái này cũng không ổn định và không duy trì được lâu, và do đó các ion sẽ rơi trở lại trạng thái ban đầu. Các bước nhảy giữa các trạng thái năng lượng tạo ra ánh sáng và sự khác biệt về kích thước của chuyển động giữa các kim loại được phản ánh trong các màu sắc khác nhau được nhìn thấy.
Năng lượng tạo ra bởi một ion khi nó di chuyển phụ thuộc vào kim loại. Điều này sau đó ảnh hưởng đến màu sắc được tạo ra. Thử nghiệm ngọn lửa có thể được sử dụng để phát hiện kim loại nào có trong hợp chất. Ví dụ, liti tạo ra ngọn lửa màu đỏ, trong khi bari tạo ra ngọn lửa màu xanh lục nhạt.
