Het proces begint met de onvolledige verbranding van brandstof in het aangesloten toestel, gewoonlijk een hout- of kolenkachel, of een open haard. De onverbrande vluchtige stoffen worden verhit tot dampvorm, maar niet verbruikt door een gebrek aan voldoende warmte en zuurstof in de haard. Deze vluchtige distillaten ontsnappen in de schoorsteen, waar ze in contact komen met koelere oppervlakken en condenseren in teerachtige afzettingen, en roet. Opeenvolgende lagen hopen zich op tot de schoorsteen volledig verstopt raakt, of de schoorsteen een temperatuur en zuurstofniveau bereikt waarbij de aanslag zal ontbranden. Door het geconcentreerde niveau van vluchtig materiaal dat nu aanwezig is, hebben deze branden de neiging zeer heet te branden.
Een schoorsteenbrand kan ook worden veroorzaakt door oude vogelnestjes die in de schoorsteen zijn gevallen en daar zijn blijven steken. Wanneer een hete sintel de nestjes aansteekt, kan de brand net zo ernstig zijn als een brand die door roetontbranding wordt veroorzaakt. In zeer oude huizen kan de schoorsteen ook zeer groot en dik genoeg zijn om het vuur te weerstaan.
De hoge temperaturen kunnen de sterkte van de schoorsteen aantasten, wat kan leiden tot vervorming van metalen structuren, en mogelijk tot het falen van keramische structuren.
Oorzaken van de afzettingen die leiden tot schoorsteenbranden zijn onder meer het gebruik van groene/natte brandstoffen, het gebruik van toestellen met onvoldoende luchttoevoer, en lage bedrijfstemperaturen gedurende langere perioden gevolgd door hete branden. Dergelijke praktijken doen zich meestal voor wanneer zachte weerperiodes worden gevolgd door koude periodes.
Er zijn verschillende belangrijke zaken die bij een schoorsteenbrand gevaar lopen. Er is natuurlijk het gevaar van brandend puin dat uit de top van de schoorsteen wordt uitgestoten en andere delen van de structuur kan ontsteken, maar de belangrijkste oorzaak van schade is waar de hitte van de schoorsteenbrand door de metselwerkmaterialen zal gaan en nabijgelegen brandbare materialen zal oververhitten. Ook al schrijven codes en normen een specifieke afstand voor tussen de skeletdelen en het metselwerkmateriaal, vaak wordt dit niet aangetroffen in de werkelijke constructie. Veel branden die als schoorsteenbranden worden gerapporteerd, zijn in feite constructiebranden die worden aangestoken door de oververhitting van het metselwerk. Deze constructiebranden kunnen worden herleid tot het normale gebruik van de open haard of de afgesloten verbrandingskamer.
