Una antorcha submarina funciona al proporcionar una fuente de oxígeno y una sustancia combustible para producir una llama. Tiene dos mangueras que bajan de la antorcha y cuando se activan, combinan las dos sustancias y se encienden Según el Centro de Investigación de Materiales de Cornell.
El gas combustible, que a menudo es hidrógeno o acetileno, según las circunstancias, se combina con el gas oxígeno y produce una llama en la punta de la antorcha. Para mantener la llama, la antorcha debe producir una esfera estable de gas para rodearla y protegerla del agua circundante porque el vapor de agua y el dióxido de carbono producidos por la llama no son suficientes para hacerlo por sí mismos. Bajo el agua, el gas debe ser ejercido a una presión lo suficientemente alta como para superar la presión del agua. Las antorchas submarinas crean esta burbuja protectora al tener una serie de boquillas que emiten aire comprimido alrededor de la punta de la antorcha. Este aire combate la presión del agua y protege la llama, manteniéndola encendida.
Un buceador que controla este tipo de antorcha debe ser muy hábil. Las antorchas regulares obtienen oxígeno de la atmósfera que las rodea. En los Juegos Olímpicos de Sochi 2014, se llevó una antorcha impermeable y se pasó por el lago Baikal.
