Patlayan havai fişeklerdeki şaşırtıcı renkler, ısının tetiklediği kimyasal reaksiyonlardan gelir. Yanma havai fişekleri havaya iterken, oksitlenme havai fişeklerdeki metal bileşikleri uyarmak için gereken oksijeni sağlar. Enerji emilimi ve emisyonu, havai fişeklerin benzersiz renk spektrumlarını üretir.
Yanma, bir havai fişek fünyesinden çıkan alevin kara barutla temas etmesi ve potasyum nitrat, odun kömürü ve kükürtün birleşmesine neden olmasıyla meydana gelir. Yanma oldukça ekzotermiktir (ısı üreten). Çoğu havai fişekte, ısı ve gaz havai fişek kabuğunun altından dışarı çıkar ve havai fişekleri gökyüzüne doğru iter.
Bir havai fişek gökyüzündeki zirvesine ulaştığında, sigorta oksitleyici bir madde ve ışık üreten yıldızlarla dolu bir bölmeye ulaşır. Yaygın oksitleyici maddeler arasında nitratlar, kloratlar ve perkloratlar bulunur. Oksitleyici ajanlar, yıldızlarda ışık ve ses üreten ajanların hızlı yanması için yeterli oksijeni üretmek üzere yanmanın oluşturduğu ısı ve gazla reaksiyona girer.
Oksitleyici ajanlar tarafından üretilen oksijen, sıcak, hızla genişleyen bir gaz üretmek için yıldızlardaki elementlerle reaksiyona girer. Bu gazdaki atomlar, reaksiyonda üretilen enerjiyi emerek elektronlarının kararlı temel durumlarından uyarılmış bir enerji durumuna geçmesine neden olur. Elektronlar temel hallerine döndüklerinde ışık şeklinde enerji yayarlar. Işığın rengi, yıldızlardaki elementin türüne bağlıdır.