A folyamat a tüzelőanyag nem teljes elégetésével kezdődik a csatlakoztatott készülékben, általában fa- vagy szénkályhában, illetve nyílt tűzben. Az el nem égett illékony anyagok gőzállapotba melegednek, de nem égnek el, mivel a készülékben nincs elegendő hő és oxigén. Ezek az illékony párlatok a kéménybe szöknek, ahol hűvösebb felületekkel érintkezve kátrányszerű lerakódásokká és korommá kondenzálódnak. Az egymást követő rétegek addig halmozódnak fel, amíg vagy a kémény teljesen el nem dugul, vagy a kémény el nem éri azt a hőmérsékletet és oxigénszintet, amelynél a lerakódás meggyullad. A koncentráltan jelen lévő illékony anyagok miatt ezek a tüzek hajlamosak nagyon forrón égni.
A kéménytüzet okozhatják a kéménybe hullott és ott megrekedt régi madárfészkek is. Ha egy forró parázs meggyújtja a fészkeket, a tűz ugyanolyan súlyos lehet, mint a korom meggyulladása által okozott tűz. A nagyon régi házakban a kémény is lehet nagyon nagy és elég vastag ahhoz, hogy ellenálljon a tűznek.
A magas hőmérséklet hatással lehet a kémény szilárdságára, ami a fémszerkezetek torzulását és a kerámiaszerkezetek esetleges meghibásodását okozhatja.
A kéménytüzekhez vezető lerakódások okai közé tartozik a zöld/nedves tüzelőanyagok használata, a készülékek elégtelen levegőbevezetéssel történő üzemeltetése, valamint a hosszan tartó alacsony üzemi hőmérséklet, amelyet forró tüzek követnek. Ilyen gyakorlat jellemzően akkor fordul elő, amikor az enyhe időjárási periódusokat hidegbetörések követik.
A kéménytűz eseményének több fő kockázata is van. Természetesen fennáll annak a veszélye, hogy égő törmelék kerül ki a kémény tetejéből, amely meggyújthatja az építmény más részeit, de a legnagyobb kárt az okozza, ha a kéménytűz hője áthatol a falazott anyagokon, és túlhevíti a közeli éghető anyagokat. Bár a szabályzatok és szabványok előírják a kerettagok meghatározott távolságát a falazott anyagoktól, ez a tényleges építés során gyakran nem teljesül. Sok kéménytűzként jelentett tűz valójában szerkezettűz, amely a keretszerkezeti elemek túlmelegedése miatt gyulladt ki. Ezek a szerkezeti tüzek a kandalló vagy a lezárt égéstér szokásos használatára vezethetők vissza.
