De kleur van een vlam wordt hoofdzakelijk bepaald door twee factoren. Ten eerste kunnen zeer fijne roetdeeltjes de vlam rood, oranje, geel of zelfs wit kleuren. Dit komt doordat de roetdeeltjes door de hitte licht uitstralen. Een rode of oranje vlam komt door een lage temperatuur, een gele of witte vlam wordt veroorzaakt door een hogere temperatuur. Ten tweede wordt de vlam gekleurd door aangeslagen (energierijke)radicalen. Wanneer deze aangeslagen radicalen weer teruggaan naar normale toestand, komt de energie vrij in de vorm van licht. Meestal is dit licht blauw van kleur, maar diverse ionen kunnen licht van een andere kleur uitzenden. Natrium kleurt een vlam bijvoorbeeld oranje/geel, van koper wordt de vlam groen.
De roetdeeltjes stralen veel feller licht uit dan de radicalen. Daarom is het blauwe schijnsel alleen te zien in delen van de vlam waar er vrijwel geen roet aanwezig is. Een kaarsvlam straalt om die reden aan de onderkant, waar vrijwel geen roet in de vlam zit, een blauwig schijnsel uit, en daarboven een feller wit, geel en oranje licht.