Der Prozess beginnt mit der unvollständigen Verbrennung des Brennstoffs in dem angeschlossenen Gerät, in der Regel einem Holz- oder Kohleofen oder einem offenen Feuer. Die unverbrannten flüchtigen Stoffe werden bis zum Dampfzustand erhitzt, aber mangels ausreichender Wärme und Sauerstoff in der Feuerstätte nicht verbrannt. Diese flüchtigen Destillate entweichen in den Schornstein, wo sie auf kühlere Oberflächen treffen und zu teerartigen Ablagerungen und Ruß kondensieren. Die Ablagerungen sammeln sich in mehreren Schichten an, bis entweder der Schornstein vollständig verstopft oder der Schornstein eine Temperatur und einen Sauerstoffgehalt erreicht, bei denen sich die Ablagerungen entzünden. Aufgrund der konzentrierten Menge an flüchtigen Stoffen, die nun vorhanden sind, neigen diese Brände dazu, sehr heiß zu brennen.
Alternativ kann ein Schornsteinbrand auch durch alte Vogelnester verursacht werden, die in den Schornstein gefallen sind und sich dort festgesetzt haben. Wenn eine heiße Glut die Nester entzündet, kann der Brand genauso schwerwiegend sein wie ein Brand, der durch die Entzündung von Ruß entsteht. In sehr alten Häusern kann der Schornstein auch sehr groß und dick genug sein, um dem Feuer standzuhalten.
Die hohen Temperaturen können die Festigkeit des Schornsteins beeinträchtigen und zu einer Verformung von Metallkonstruktionen und möglicherweise zum Versagen von Keramikkonstruktionen führen.
Ursachen für die Ablagerungen, die zu Schornsteinbränden führen, sind u. a. die Verwendung von grünen/feuchten Brennstoffen, der Betrieb von Geräten mit unzureichender Luftzufuhr und niedrige Betriebstemperaturen über längere Zeiträume, gefolgt von heißen Bränden. Solche Praktiken treten typischerweise auf, wenn auf milde Wetterperioden Kälteeinbrüche folgen.
Es gibt mehrere Hauptprobleme, die bei einem Schornsteinbrand auftreten können. Es besteht natürlich die Gefahr, dass brennender Schutt aus dem Schornstein herausgeschleudert wird und andere Teile der Struktur entzündet, aber die Hauptursache für Schäden liegt darin, dass die Hitze des Schornsteinfeuers durch das Mauerwerk dringt und nahe gelegene brennbare Materialien überhitzt. Obwohl die Vorschriften und Normen einen bestimmten Abstand zwischen den tragenden Bauteilen und dem Mauerwerk vorschreiben, wird dieser Abstand in der Praxis oft nicht eingehalten. Viele Brände, die als Schornsteinbrände gemeldet werden, sind in Wirklichkeit Gebäudebrände, die durch die Überhitzung der Dachstühle ausgelöst werden. Diese Gebäudebrände lassen sich auf die normale Nutzung des Kamins oder der versiegelten Brennkammer zurückführen.
