Những vùng phản ứng cháy được đặc trưng bằng một sự phát sáng mạnh. Sự phát sáng này có thể có nguồn gốc nhiệt mà ởđó quá trình tuân theo các quy luật của nhiệt động học cổ điển. Trong thực tế, người ta quan sát thấy rằng tuyến lửa phát nhiều ánh sáng và thường xuyên là những ánh sáng có độ dài sóng ngắn hơn nếu như các mức kích thích tuân theo sự phân bốđều năng lượng. Sự khác biệt này được giải thích bởi thực tế rằng các loại chất hóa học được sinh ra từ các quá trình cơ bản bị kích thích và phát quang hóa học.
Trong ngọn lửa, sự mất cân bằng là rất mạnh. Điều này được xác nhận khi nghiên cứu nồng độ của các loại hợp chất mang điện tích (ion và electron) tìm thấy ở trong ngọn lửa, nồng độ của chúng cao hơn nhiều lần so với các giá trị tính toán được từ các cân bằng nhiệt
động học. Các hạt mang điện phải được hình thành trong các quá trình cơ bản ion hoá hóa học.
Các hiện tượng phát quang hóa học và ion hoá hóa học, nói chung, không có vai trò lớn trong ứng dụng công nghiệp. Song chúng có vai trò quan trọng về mặt động học vì chúng biểu thị đặc trưng mất cân bằng nhiệt động học trong tuyến lửa và đặc trưng này dường như là một chỉ tiêu phân biệt cơ bản nhất hiện tượng cháy nhanh. Thật vậy, sự xuất hiện các hiện tượng này biểu thị rằng ta có một phản ứng cháy.
Như ta đã biết, các kĩ thuật thực nghiệm phát hiện sự chớp cháy rất đa dạng. Ví dụ, trong việc xác định thời hạn tự bốc cháy người ta dựa vào sự tăng đột ngột áp suất và nhiệt
độ. Còn trong việc đo tốc độ truyền lửa người ta phải nhờ các hiên tượng về quang hoá hóa học (phương pháp chụp ảnh, phương pháp quay phim) hay ion hoá hóa học... Hai phương pháp quang hoá hóa học và ion hoá hóa học dựa trên đặc trưng không cân bằng, khác biệt của sự cháy. Chúng rất hữu ích khi nghiên cứu sự chuyển dịch giữa sự ion hoá chậm và cháy nhanh không thật rõ ràng.