Los colores se producen por el movimiento de los iones metálicos cuando se introducen en la llama. El calor de la llama excita a los iones, y cuando los iones se mueven, liberan una explosión de energía lumínica.
Cuando se excita un ion, los electrones se mueven a un estado de mayor energía. Este estado también es inestable y no se puede mantener por mucho tiempo, por lo que los iones volverán al estado original. Los saltos entre estados de energía producen una luz, y las diferencias en el tamaño de los movimientos entre metales se reflejan en los diferentes colores vistos.
La cantidad de energía producida por un ion al moverse depende del metal. Esto entonces afecta el color producido. Se puede usar una prueba de llama para detectar qué metales están en un compuesto. Por ejemplo, el litio produce una llama roja, mientras que el bario produce una llama verde pálido.
