Alors qu'une flamme est la partie gazeuse d'un feu, la flamme d'une bougie contient des millions de nanoparticules de diamant. Environ 1,5 million de nanoparticules de diamant sont créées chaque seconde avant de se transformer en dioxyde de carbone. Les quatre formes de carbone sont présentes dans une flamme de bougie : carbone élémentaire, graphite, carbone blanc et diamant.
Une flamme peut devenir suffisamment chaude pour que les atomes de sa partie gazeuse perdent leurs électrons et deviennent ionisés, produisant du plasma. Le type de combustible utilisé dans la combustion détermine la couleur et la température de la flamme. Dans des conditions d'apesanteur ou de faible gravité, une flamme apparaît sphérique et est plus susceptible d'être bleue en raison de l'absence de convection naturelle.