دور آتش که بنشینید، می‌توانید حرارت آن را احساس کنید، و بوی دود چوب و صدای ترق و تروق آن را بشنوید. اگر خیلی نزدیک شوید، چشمان و سوراخ‌های بینی‌تان را می‌سوزاند. می‌توانید برای همیشه به شعله‌های درخشان خیره شوید که در تجسمی ابدی پیچ می‌خورند و سوسو می‌زنند. اما دقیقا به چه نگاه می‌کنید؟ شعله‌ها به وضوح جامد نیستند، مایع هم نیستند. بیشتر شبیه گاز هستند چون با هوا درمی‌آمیزند، اما بیش از آن دیده می‌شوند — و زودگذرتر هستند. و از نظر علمی، آتش با گاز متفاوت است زیرا گازها به طور نامحدود در یک حالت باقی می‌مانند در حالی که آتش در نهایت می‌سوزد و خاموش می‌شود.
یک تصور غلط این است که آتش از جنس پلاسما است، چهارمین حالت ماده که در آن اتم‌ها از الکترون‌هایشان عاری می‌شوند. مثل آتش و متفاوت از سایر حالت‌های ماده، پلاسماها روی زمین در شرایط پایدار وجود ندارند. آنها تنها در صورتی شکل می‌گیرند که گاز در معرض یک میدان الکتریکی قرار بگیرد یا تا دمای هزاران یا ده‌ها هزار درجه داغ شود. در مقابل، سوخت‌هایی مانند چوب و کاغذ در دمای چند صد درجه می‌سوزند — خیلی کمتر از حدی که معمولا برای پلاسما در نظر گرفته می‌شود.
پس اگر آتش جامد، مایع، گاز، و یا پلاسما نیست، چه گزینه دیگری باقی می‌ماند؟ از قضا آتش اصلاً ماده نیست. در عوض، تجربه حسی ما از یک واکنش شیمیایی است به نام احتراق. از جهتی، آتش شبیه تغییر رنگ برگ‌ها در پاییز است، یا بوی میوه‌ها وقتی که می‌رسند، یا نور چشمک‌زن یک کرم شبتاب. تمام این‌ها نشانه‌های حسی هستند که نشان می‌دهند یک واکنش شیمیایی در حال رخ دادن است. نکته متفاوت این است که آتش همزمان بخش زیادی از حواس ما را درگیر می‌کند، و تجربه واضحی را شکل می‌دهد که توقع داریم از یک چیز فیزیکی حاصل شود.
احتراق آن تجربه حسی را با استفاده از سوخت، حرارت، و اکسیژن به وجود می‌آورد. در یک آتش، وقتی کنده‌ها تا نقطه اشتعال خود گرم می‌شوند، دیواره سلول‌هایشان متلاشی می‌شود، و شکرها و سایر مولکول‌ها در هوا رها می‌شوند. سپس این مولکول‌ها با اکسیژن هوا واکنش می‌دهند و دی‌اکسید کربن و آب می‌سازند. در همین زمان، آبی که در کنده گیرافتاده بخار شده، منبسط می‌شود و باعث گسیختگی چوب اطرافش می‌شود، و با صدای ترکی خوشایند فرار می‌کند. آتش که گرم می‌شود، دی‌اکسید کربن و بخار آب که به خاطر احتراق تولید شده‌اند پخش می‌شوند. حالا چگالی کمتری دارند، پس در ستونی رقیق شونده بالا می‌روند. گرانش دلیل این انبساط و بالا رفتن است، که ویژگی مخروطی شکل بودنشان را به شعله‌ها می‌دهد. بدون گرانش، مولکول‌ها بر اساس چگالی جدا نمی‌شوند و شعله‌ها شکلی کاملا متفاوت خواهند داشت.
همه این‌ها را می‌توانیم ببینیم زیرا احتراق نور هم تولید می‌کند. وقتی مولکول‌ها حرارت ببینند نور ساطع می‌کنند، و رنگ نور به دمای مولکول‌ها بستگی دارد. داغ‌ترین شعله‌ها سفید یا آبی هستند. نوع مولکول‌های موجود در یک آتش هم می‌توانند روی رنگ شعله اثر بگذارند. برای مثال، هر اتم کربن واکنش نداده‌ای در کنده‌ها تکه‌های کوچک دوده را تشکیل می‌دهند که اوج می‌گیرد و در شعله آن رنگ زرد-نارنجی را به وجود می‌آورد که آتش اردو را با آن می‌شناسیم. موادی مانند مس، کلسیم کلرید، و پتاسیم کلرید می‌توانند رنگ ویژه خود را به ترکیب اضافه کنند.
در کنار شعله‌های رنگارنگ، آتش همچنین به تولید حرارت هنگام سوختن ادامه می‌دهد. این حرارت با نگهداشتن سوخت در درجه احتراق یا بالای آن باعث پایداری شعله‌ها می‌شود. اما در نهایت، حتی داغ‌ترین آتش‌ها هم سوخت یا اکسیژن‌شان تمام می‌شود. آن موقع، آن شعله‌هایی که در هم می‌پیچیدند در پایان یک هیس می‌کنند و با دود اندکی ناپدید می‌شوند انگار که هیچ وقت وجود نداشته‌اند.
