Le processus commence par la combustion incomplète du combustible dans l’appareil rattaché, généralement un poêle à bois ou à charbon, ou un feu ouvert. Les volatils non brûlés sont chauffés à l’état de vapeur mais ne sont pas consommés en raison d’un manque de chaleur et d’oxygène adéquats dans l’appareil. Ces distillats volatils s’échappent dans la cheminée, où ils entrent en contact avec des surfaces plus froides et se condensent en dépôts ressemblant à du goudron, et en suie. Des couches successives s’accumulent jusqu’à ce que la cheminée se bouche complètement, ou que la cheminée atteigne une température et un niveau d’oxygène permettant au dépôt de s’enflammer. En raison du niveau concentré de matières volatiles maintenant présentes, ces feux ont tendance à brûler très fort.
Alternativement, un feu de cheminée peut être causé par de vieux nids d’oiseaux qui sont tombés dans la cheminée et s’y sont logés. Lorsqu’une braise chaude enflamme les nids, l’incendie peut être tout aussi grave que celui provoqué par l’inflammation de la suie. Dans les très vieilles maisons, la cheminée peut également être très grande et assez épaisse pour résister au feu.
Les températures élevées peuvent affecter la résistance de la cheminée provoquant la déformation des structures métalliques, et la défaillance potentielle des structures en céramique.
Les causes des dépôts qui conduisent à des feux de cheminée comprennent l’utilisation de combustibles verts/humides, le fonctionnement d’appareils avec une prise d’air insuffisante, et des températures de fonctionnement basses pendant des périodes prolongées suivies de feux chauds. Une telle pratique se produit généralement lorsque des périodes de temps doux sont suivies de vagues de froid.
Il y a plusieurs problèmes majeurs qui sont à risque lors d’un événement de feu de cheminée. Il y a bien sûr le danger que des débris brûlants soient expulsés du haut de la cheminée et puissent enflammer d’autres parties de la structure, mais la principale cause de dommages se produit lorsque la chaleur du feu de cheminée traverse les matériaux de maçonnerie et surchauffe les combustibles à proximité. Même si les codes et les normes exigent un espace spécifique entre les éléments de l’ossature et les matériaux de maçonnerie, il arrive souvent que cet espace ne soit pas respecté dans la construction réelle. De nombreux incendies signalés comme des feux de cheminée sont en fait des incendies de structure déclenchés par la surchauffe des éléments de charpente. Ces incendies de structure peuvent être attribués à l’utilisation normale du foyer ou de la chambre de combustion étanche.