Le magnésium a une réaction de combustion très énergétique avec l'oxygène, où deux atomes de magnésium se lient à une molécule d'oxygène gazeux pour former deux molécules d'oxyde de magnésium. Cette réaction est extrêmement exothermique, libérant beaucoup de chaleur et de lumière, c'est pourquoi des fusibles en magnésium sont utilisés pour initier des réactions telles que la réaction de thermite, et le magnésium est utilisé dans les fusées éclairantes pour une haute visibilité. La réaction du magnésium à l'oxygène est si énergétiquement favorable que la combustion du magnésium peut voler l'oxygène de l'eau et du dioxyde de carbone, rendant ces méthodes courantes d'extinction des flammes inefficaces pour arrêter la combustion du magnésium.
Le magnésium est un métal alcalino-terreux très réactif en raison de sa forte tendance à perdre deux électrons pour des orbitales électroniques plus stables. Cette propriété est l'une des raisons pour lesquelles il réagit si fortement avec l'oxygène, qui a tendance à prendre deux électrons supplémentaires pour une configuration plus stable. Le magnésium a un numéro atomique un plus grand que le sodium, un métal encore plus réactif. Le magnésium est également un nutriment essentiel pour de nombreux animaux, y compris les humains, où il joue plusieurs rôles aux côtés du calcium, un autre métal alcalino-terreux situé juste en dessous dans le tableau périodique.
Les incendies de magnésium sont dangereux, nécessitant un extincteur à poudre sèche et une protection des yeux pour que sa combustion très vive puisse être manipulée en toute sécurité.
