1.温度差异
从原子核物理的角度看，火焰的颜色这样发生：高温使电子能量增强，电子向高能级跃迁，吸收能量，在火焰各层，电子另有向低能级跃迁释放能量，同时释放一个光子，组成可见光。凭据光的颜色可以判断光子的能量。可见光光子凭据红橙黄绿蓝靛紫的顺序能量增强。显然，蓝色要比红色能量高，需要吸收较大能量才气跃迁到更高的能级上再释放光子，所以蓝色火焰的温度要高于红色。而且温度越高，电子跃迁的能级跨度就越多，再加上差异元素的差异能级，最终发生的各色光合成为白光，也就是白炽状态，所以白色的火焰温度是最高的。
2.焰色反映
这是某些金属或它们的挥发性化合物在无色火焰中灼烧时使火焰泛起特征的颜色的反映。灼烧金属或它们的挥发性化合物时，原子核外的电子吸收一定的能量，从基态跃迁到具有较高能量的引发态，引发态的电子回到基态时，会以一定波长的光谱线的形式释放出多余的能量，从焰色反映的实验里所看到的特殊焰色就是光谱谱线的颜色。每种元素的光谱都有一些特征谱线，发出特征的颜色而使火焰着色，凭据焰色可以判断某种元素的存在。如焰色洋红色含有锶元素，焰色玉绿色含有铜元素，焰色黄色含有钠元素等。