Processen börjar med ofullständig förbränning av bränslet i den anslutna apparaten, vanligtvis en ved- eller kolspis eller öppen eld. De oförbrända flyktiga ämnena värms upp till ångform men förbrukas inte på grund av brist på tillräcklig värme och syre i apparaten. Dessa flyktiga destillat flyter ut i skorstenen, där de kommer i kontakt med kallare ytor och kondenserar till tjärliknande avlagringar och sot. Flera lager ackumuleras tills skorstenen antingen täpps till helt och hållet eller når en temperatur och syrehalt där avlagringen antänds. På grund av den koncentrerade nivån av flyktiga material som nu finns närvarande tenderar dessa bränder att brinna mycket varmt.
Alternativt kan en skorstensbrand orsakas av gamla fågelbon som fallit ner i skorstenen och fastnat där. När en het glöd antänds i näten kan branden bli lika allvarlig som en brand orsakad av sot. I mycket gamla hus kan skorstenen också vara mycket stor och tillräckligt tjock för att stå emot branden.
De höga temperaturerna kan påverka skorstensens hållfasthet, vilket leder till att metallkonstruktioner förvrängs och att keramiska konstruktioner eventuellt kan gå sönder.
Causer till de avlagringar som leder till skorstensbränder är bland annat användning av gröna/våta bränslen, drift av apparater med otillräckligt luftintag och låga driftstemperaturer under längre perioder som följs av heta eldsvådor. Sådan praxis inträffar vanligtvis när milda väderperioder följs av köldknäppar.
Det finns flera viktiga frågor som är i riskzonen vid en skorstensbrandhändelse. Det finns naturligtvis risk för att brinnande skräp stöts ut från toppen av skorstenen som kan antända andra delar av konstruktionen, men den största orsaken till skada är när värmen från skorstensbranden passerar genom murverkets material och överhettar närliggande brännbara föremål. Även om det enligt föreskrifter och standarder krävs ett visst avstånd mellan ramelementen och murverkets material, är detta ofta inte fallet i den faktiska byggnationen. Många bränder som rapporteras som skorstensbränder är i själva verket konstruktionsbränder som antänds av överhettning av ramelementen. Dessa konstruktionsbränder kan spåras till den normala användningen av eldstaden eller den slutna förbränningskammaren.
