Om gas te laten ontbranden moet er een ontstekingsbron zijn, meestal een vonk (of vlam of heet oppervlak), brandstof en zuurstof.

Om te kunnen ontbranden moet de concentratie gas of damp in de lucht op een zodanig niveau zijn dat de "brandstof" en de zuurstof chemisch kunnen reageren, en de energie van één brandend molecuul is voldoende om de reactie in het volgende molecuul aan te wakkeren, enzovoort. De kracht van de explosie hangt af van de "brandstof" en de concentratie daarvan in de atmosfeer. Het verband tussen brandstof/lucht/ontsteking wordt geïllustreerd in de "branddriehoek".

Het concept "brandtetraëder" is meer recent ingevoerd om het risico van brand als gevolg van chemische reactie te illustreren.

Bij de meeste soorten brand werkt het oorspronkelijke branddriehoekmodel goed - als één element van de driehoek (brandstof, zuurstof of ontstekingsbron) wordt verwijderd, zal er geen brand ontstaan. Als de moleculen echter te ver uit elkaar liggen, geven brandstof- en zuurstofmoleculen die reageren niet genoeg energie af aan de naburige moleculen om hun reactie te doen ontbranden.

In sommige situaties, bijvoorbeeld wanneer het gaat om brandende metalen zoals lithium of magnesium, kan het gebruik van water om de brand te blussen ertoe leiden dat de brand heter wordt of zelfs explodeert. Dit komt doordat dergelijke metalen met water kunnen reageren in een exotherme reactie waarbij brandbaar waterstofgas ontstaat dat wordt toegevoegd aan de brandstof die vervolgens brandt.

Niet alle concentraties brandbaar gas of damp in lucht zullen branden of exploderen. De Lower Explosive Limit (LEL) is de laagste concentratie van "brandstof" in lucht die zal branden en voor de meeste brandbare gassen is dit minder dan 5% van het volume, met vele bij 1% volume. Bij lagere concentraties zijn de brandstofmoleculen te zeer verspreid om een vlamfront in stand te houden. Zelfs bij het ontsnappen van relatief kleine concentraties gas of damp in de atmosfeer bestaat er een groot explosiegevaar als de omstandigheden het mogelijk maken dat de brandstofconcentratie overal piekt. Dit gebeurt als de brandstof erg zwaar of licht is in vergelijking met de omringende lucht, of het kan in de buurt van het lek gebeuren als de lucht stilstaat.

LEL-niveaus worden gedefinieerd in de volgende normen: ISO10156 en IEC60079. De "oorspronkelijke" ISO-norm vermeldt LEL's die worden verkregen wanneer het gas zich in een statische toestand bevindt. De in de EN- en IEC-normen vermelde LEL's werden verkregen met een geroerd gasmengsel; dit resulteerde in sommige gevallen in lagere LEL's (d.w.z. dat sommige gasmoleculen er lang genoeg over doen om te verbranden, zodat zij gemiddeld dichter bij de naburige moleculen staan wanneer zij worden geroerd, en dus genoeg energie kunnen afgeven om een vlamfront in stand te houden).