含碳元素的可燃氣在氧氣不足條件下燃燒，生成了遊離態的碳單質，黑色碳單質顆粒懸浮在燃燒產物（混合氣體）中，呈黑煙狀。

首先了解一下可燃氣，即可燃性氣體。像氫氣（氫氣不含碳元素）、CO、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔以及其它含少於四個碳原子的烴類化合物、甲醚，等等都屬於可燃性氣體。當然，可燃性氣體也可以是混合氣，像水煤氣（氫氣+CO）、天然氣、沼氣、液化石油氣等。

強調下，氧氣不是可燃氣！

再說一下燃燒，一般認為燃燒是伴隨有發光、放熱的劇烈的氧化反應。燃燒須要同時具備三個要素: 可燃物、氧氣（合適的氧化劑即可）和溫度達到著火點。

目前廣泛使用的可燃氣主要是低碳烴的混合物，即碳四以下烴的混合物。可燃氣在氧氣環境中（或空氣環境中）劇烈燃燒，放出大量熱，同時伴隨發光。低碳混合烴中的碳元素在氧氣充分條件下會氧化生成二氧化碳氣體，如果氧氣不足則可能會生成一氧化碳，兩者均為無色無味氣體，看不見，摸不著。當氧氣嚴重不足時，低碳混合烴不能充分燃燒，就會生成處於遊離態的碳顆粒，碳顆粒懸浮於一氧化碳和二氧化碳混合氣中，就會呈現黑煙狀。

最後再補充一下，由於氫氣燃燒生成水蒸汽，所以氫氣燃燒不冒黑煙。

烴中含碳量越高，燃燒時耗氧量越大，越容易燃燒不充分，冒黑煙。柴油比汽油含碳量高，所以柴油機更容易冒黑煙。（柴油和汽油都是燃料油，不是氣體，但道理一樣）

天然氣主要是甲烷CH4，液化石油氣主要是丙烷C3H8、丁烷C4H10，顯然後者含碳量高，因此，液化石油氣燃燒更容易產生黑煙。

圖1：火炬燃燒

火炬中的燃料主要是丙烷C3H8，常溫常壓下是氣體；火炬中使用的是液化丙烷

圖2：甲烷、乙烯、乙炔在通常條件下燃燒

甲烷CH4、乙烯C2H4、乙炔C2H2，含碳量依次增加，燃燒產生的黑煙依次增加

圖3：甲烷在氧氣充足、氧氣嚴重不足條件下燃燒的化學反應方程式

如果敞開空間燃燒時有黑煙產生，則說明氧氣嚴重不足（這種情況發生的機率很小），多數情況下為被加熱的物體接觸火焰時，物體表面被燻黑，是因為冷的壁面冷卻火焰所致。液化石油氣出現上述狀況的可能性大一些，天然氣燃燒很難出現上述狀況。