Les couleurs étonnantes des feux d'artifice qui explosent proviennent de réactions chimiques déclenchées par la chaleur. La combustion propulse les feux d'artifice dans l'air tandis que l'oxydation fournit l'oxygène nécessaire pour exciter les composés métalliques dans les feux d'artifice. L'absorption et l'émission d'énergie produisent des spectres de couleurs uniques pour les feux d'artifice.
La combustion se produit lorsque la flamme de la mèche d'un feu d'artifice entre en contact avec de la poudre noire, provoquant la combinaison du nitrate de potassium, du charbon de bois et du soufre. La combustion est fortement exothermique (produisant de la chaleur). Dans la plupart des feux d'artifice, la chaleur et le gaz sont expulsés du fond de la coque du feu d'artifice, propulsant le feu d'artifice dans le ciel.
Une fois qu'un feu d'artifice a atteint son apogée dans le ciel, la mèche atteint un compartiment rempli d'un agent oxydant et d'étoiles productrices de lumière. Les agents oxydants courants comprennent les nitrates, les chlorates et les perchlorates. Les agents oxydants réagissent avec la chaleur et les gaz formés par la combustion pour produire suffisamment d'oxygène pour une combustion rapide des agents produisant de la lumière et du son dans les étoiles.
L'oxygène produit par les agents oxydants réagit avec les éléments des étoiles pour produire un gaz chaud en expansion rapide. Les atomes de ce gaz absorbent l'énergie produite lors de la réaction, faisant passer leurs électrons de leur état fondamental stable à un état d'énergie excité. Lorsque les électrons retournent à leur état fondamental, ils émettent de l'énergie sous forme de lumière. La couleur de la lumière dépend du type d'élément dans les étoiles.