由于火焰温度对化学反应速率所起到的作用，火焰温度可能是燃烧最重要的一个性质。火焰温度既可以通过实验测量出来，又可以通过计算得到。为了方便起见，引入了绝热火焰温度的概念。绝热火焰温度指的是，在一定的初始温度和压力下，给定的燃料（包含燃料和氧化剂），在等压绝热条件下进行化学反应，燃烧系统（属于封闭系统）所达到的终态温度。在实际中，火焰的热量有一部分以热辐射和热对流的方式损失掉了，所以绝热火焰温度基本上不可能达到。然而，绝热火焰温度在燃烧效率和热量传递的计算中起到很重要的作用。对于高温火焰（高于1800K），燃烧产物发生了分解反应，不但体积增大，还吸收了大量的热量。在低温时，化学当量比混合物或者贫燃料混合物燃烧后的产生应该只有CO₂和H₂O，然而这些产物很不稳定，只要温度稍高一点，就可能部分转变为成简单的分子、原子和离子形式。相应地在转变过程中，能量被吸收，最大火焰温度也相应地被减小了。

火焰颜色为什么不一样？

火焰的实质是高温的气态或等离子态的物质。有两种因素决定火焰的颜色：

一是火焰的温度决定火焰的颜色，火焰是一种反应。低温的时候是红外线，随着温度的上升，火焰从红色橙色（3000度）到黄色白色（4000度）到青色蓝色（5000~6000度）到紫色（7000以上）到最后看不见的紫外线（几万度），颜色在不断改变。从高能物理来说，红外线，有色光谱段的火焰都是低能量的火焰，温度继续高下去，火焰的颜色从紫外线到x线到伽马线等等，这些都是无法形容的“颜色”。

二是气态和等离子态物质的元素构成决定火焰的固有光谱，元素表的每种元素高温下都会发出自己特定的光色，常见的比如钠会出现黄色，钾是紫色，铜是绿色，化合物的光色是一种杂色，因为有许多种类的元素在发光。这也就是各种火焰的颜色不一样的缘故。（详见焰色反应）