Để tạo nên được pháo hoa, người ta phải sử dụng nhiều chất hóa học khác nhau. Hai cơ chế chính của pháo hoa là sự đốt cháy và sự phát sáng.
Sự đốt cháy được tạo ra từ nhiệt. Nhiệt độ đốt cháy quả pháo và bắt đầu tăng độ sáng, nó phát sáng từ tia hồng ngoại – thứ ánh sáng mà mắt người không thấy được, rồi dần chuyển sang các màu trong bảy màu ánh sáng trắng.
Khi nhiệt độ của pháo đạt đến một mức nhất định, chúng sẽ chuyển thành màu sắc khác nhau bởi thành phần hóa học của quả pháo. Ngoài ra, trong quả pháo còn chứa nhôm, magiê và titan để tăng thêm nhiệt độ, dẫn đến tăng thêm độ sáng của pháo hoa.
Sau khi đã được đốt cháy, pháo hoa sẽ bùng nổ thành những màu sắc nhất định, được quyết định bởi các chất hóa học. Những chất hóa học này phải là những chất thuần khiết, không bị lai tạp với các chất khác. Dù chỉ một lượng rất ít chất hóa học khác sẽ gây hỏng màu hoặc không phát màu.
Những quả pháo hoa phát ra ánh sáng màu đỏ được tạo nên từ muối stronti và muối lithium. Cụ thể hơn, lithium carbonate sẽ cho ra màu đỏ, còn stronti carbonate sẽ tạo nên màu đỏ nhạt hơn.
Pháo hoa có màu xanh lá thì được cấu thành từ hợp chất bari clorua. Màu xanh dương thì từ hợp chất đồng clorua, nhưng đồng cùng clo hóa trị một sẽ tạo ra màu xanh dương của những viên ngọc.
Cụ thể các màu sắc được tạo ra từ những nguyên tố như sau:
- Cam: canxi clorua, canxi sulfate.
- Vàng: sự đốt cháy của sắt cùng carbon, than củi tạo ra vàng đậm; natri nitrat, cryolite (băng thạch) tạo ra vàng nhạt.
- Trắng: magie và nhôm nóng chảy, hoặc bari oxit.
- Tím: hỗn hợp của stronti (đỏ) và đồng (xanh lam).
- Xám: nhôm nóng chảy cùng titan, hoặc bột magiê.
