世界是由物質構成的，火也是發生在這個世界上的一種現象，那么我們相信它肯定是由某一種物質構成的。組成世界的物質千千萬，但它們能燃燒的火焰卻都是雷同的，它們都是由同一種物質構成的嗎？
組成這個世界的物質種類
費曼在他的著作《費曼物理講義》中有一個有趣的假設，假如地球發生某種大災難，所有的科學知識都丟了，只有一句話能傳給下一代，那么如何用最少的詞匯來表達最多的信息呢？費曼給出了答案：“所有的物體都是用原子構成的“，仔細理解這句話，它包含的意思可不少，這些原子是一些小小的粒子，它們一直不停地運動著.當彼此略微離開時相互吸引，當彼此過于擠緊時又互相排斥。
這句話中有一個關鍵就是所有的物體（元素）都是有原子組成的，比如鐵原子，水原子，氧氣原子或者金原子等，構成這些元素的原子各不相同，到現在為止在自然界發現了穩定存在的總共有92種元素，再加上人工制造的總共118種，它們各自都有自己的特性，化學性質千差萬別，但原子也是由更小的粒子組成的，構成原子的更小顆粒有：
- 質子
- 中子
- 電子
單獨的質子可以穩定存在，但單獨的種子不能穩定存在，所以最小的是1號元素，氫的同位素氕，它只有一個質子，如果單個中子可以穩定存在的話，那么它將會是0號元素，但單獨的中子會在14分鐘左右衰變成為質子。
質子數的差異就是不同元素的根源，而中子數則是它的同位素，比如氫的同位素有氘和氚，氘和氧結合是重水，它對生物體有害，但重水反應堆中關鍵的中子減速劑，在自然界中的含量只有0.02%，而氚在自然界中極其微量，卻是ITER聚變反應堆中非常重要的燃料。
電子則存在于質子或質子和中子組成原子核外圍，是決定元素化學屬性的重要組成部分，比如外層電子是否容易失去則代表了這種元素化學屬性是否活潑的關鍵因素，但原子核是否穩定則取決于質子和中子的數量，兩者并不等價，比如原子核最穩定的是26號鐵元素，但化學屬性比較穩定卻是79號金元素。因為兩者描述的范圍完全不是同一個層次。前者是強力和電磁力共同管轄的世界，而后者則是電磁力掌控的范圍。
火是怎么發生的？它是一種什么物質？
人類用火的歷史已經非常悠久了，以至于我們根本無法考證它首次使用是什么時代，僅僅知道大約在二百萬年前，但一直以來我們只知道或的用途，卻不知道火的本質！古希臘哲學家亞里士多德提出的四素說就將火歸結為一類元素。
到了十七世紀末，科學已經歐洲萌芽，對燃燒也提出了一個著名的學說，即“燃素說”，認為物體燃燒是由“燃素”離開了物體。但即使在燃素說流前后的，也不斷有新的發現，比如達芬奇就發現沒有新鮮空氣補充就無法完成燃燒，而法國人雷伊則發現鉛和錫燃燒后質量增加等，但當時只是認為灰燼中吸收了空氣而已。
到了十八世紀拉瓦錫時代，才對燃燒現象進行了仔細的研究，并且他通過氧化汞的實驗發現了氧氣，在1777年向法巴黎科學院提出了燃燒的氧化說，他基于如下理由：
- 燃燒時放出光和熱。
- 只有在氧存在時，物質才會燃燒。
- 空氣是由兩種成分組成的，物質在空氣中燃燒時，吸收了空氣中的氧
拉瓦錫還通過精確的定量實驗證明了化學反應中物質前后質量守恒，他的實驗以無可爭辯的事實證明了氧化說，燃素說從此消失于舞臺。
一般的燃只是氧化反應而已，當然燃燒并不局限于氧化反應，比如鎂也可以在氮氣中燃燒，反應方程式為：3Mg+2N2=點燃=Mg3N2，不過需要注意下的是鎂并不能在純氮中燃燒。
從這個觀點來看，燃燒只是一個物質化合的過程，也是一個原子核外層電子重新分布的過程。它不會產生新的元素，改變的只是元素的化學屬性。
燃燒真的只包含化學反應嗎？
我們常見的火確實只是一個化學過程，但當這個化學過程的溫度足夠高時卻會誘發物理過程，因為高溫會讓電子游離，參與高溫的物質會從原子狀態失去電子成為離子，我們所謂的等離子態就是這么來的，要達到等離子態很簡單，暴力加熱即可（當然方法不止加熱一種）。
因此在火焰最高溫處也會伴隨著這部分物理變化，這就是等離子態可能會在火焰的某處發生，等離子態沒有分子式，因為它只是游離了電子的離子（失去電子的原子核）。
質子反應鏈
當然燃燒在更大的意義上還指一切放出劇烈放熱的反應，當然這包括炸藥爆炸以及其他不需要氧氣產生的放熱反應，也包括太陽這種純物理過程的“燃燒”，在太陽上產生的則是原子核的輕核聚變成重核的過程，比如氕氕聚變成氘，氘再和氕聚變成氦三，再由氦三聚變成氦四等一系列的質子反應鏈。
