Palaminen, joka määritellään aineen nopeaksi hapetukseksi, johon liittyy korkea lämpötila ja yleensä liekki, voi tuottaa useita erilaisia tuotteita riippuen reaktiossa käytettävissä olevista materiaaleista. Hiilivedyn ja hapen välisen puhtaan palamisen tuotteet ovat hiilidioksidi (CO2), vesi (H2O) ja energia. Epätäydellinen, likainen tai osittainen palaminen voi myös muodostaa hiilimonoksidia (CO), vapaata hiiltä tai nokea, typen oksideja, syaanivetyä (HCN) ja ammoniakkia (NH3).
Puhtaan palamisen palamistuotteisiin kuuluvat CO2, H2O ja energia. Tämän tyyppisissä reaktioissa ei muodostu palamistuotteina muita kaasuja tai kiinteitä hiukkasia. Seuraava tasapainotettu reaktio on propaanin reaktio, joka on alkaani, joka reagoi hapen kanssa:
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
Kun palamisreaktio tapahtuu hapettomassa ympäristössä, voidaan valmistaa erilaisia palamistuotteita. Vapaa hiili, joka tunnetaan yleisemmin nokena, ja hiilimonoksidi tuotetaan yhdessä CO2: n, H2: n ja energian kanssa. Noen muodostuminen palamistuotteeksi on syy, miksi epätäydellinen palaminen tunnetaan myös likaisena palamisena. Kemianteollisuudessa kaasuttimet polttavat helposti syttyviä materiaaleja hapettomassa ympäristössä tuottaakseen synteesikaasua, joka koostuu vedystä ja hiilimonoksidista. Kemianteollisuuden ulkopuolella epätäydellinen palaminen tapahtuu usein polttomoottoreissa ja huonosti tuuletetuissa uuneissa.
Ilmasta saatava happi on yleisin hapen lähde useimmissa palamisreaktioissa. Ilma koostuu kuitenkin enimmäkseen typestä, ja palamisen aikana typpi pystyy tuottamaan useita omia palamistuotteita. Typpioksidikaasuja, joita usein kutsutaan NOX -kaasuiksi, voi muodostua palamisreaktiossa. Yleisin NOX -kaasu on myrkyllinen typpidioksidi (NO2). Myös ammoniakkia (NH3) ja tappavaa vety- syanidia (HCN) voi muodostua.
Halogeenit, rikki ja fosfori voivat myös tuottaa omia palamistuotteita. Halogeenit, kuten kloori, voivat reagoida vapaiden radikaalien vedyn kanssa muodostaen kemikaaleja, kuten kloorivetyä (HCl). Rikki voi tuottaa myrkyllisiä ja haisevia kemikaaleja rikkidioksidia (SO2) ja rikkivetyä (H2). Kun fosforia on läsnä palamisreaktiossa, se tuottaa fosforipentoksidia (P2O5) valkoisena kiinteänä hiukkasena.
Hiilivetypolttoaineen taipumus suosia puhtaita tai likaisia palamistuotteita voidaan arvioida tutkimalla reaktion lämmöntuotantopotentiaalia ja reaktion käynnistämiseen tarvittavaa energiaa. Lämmöntuotantopotentiaalin lisääminen lisää polttoaineen taipumusta epätäydelliseen palamiseen. Propaani, joka ei vaadi paljon energiaa palamisen käynnistämiseksi, pyrkii palamaan puhtaasti. Aromaattiset yhdisteet, kuten bentseeni ja tolueeni, toisaalta pyrkivät tuottamaan paljon nokia palaessaan.