火焰溫度通常指燃料與空氣比例最適宜、混合及燃燒完全部位的最高溫度，或指火焰高溫部位的平均溫度。火焰的溫度會因燃料的不同而有所差異，例如酒精燈燃燒的外焰溫度是600度，氫氣在氧氣中當量燃燒時的火焰溫度可以達到2830度，焦炭在鍊鋼爐中燃燒時的溫度爲1700度。火焰分爲外焰、內焰和焰心，其中外焰的溫度最高，一般在500度左右，內焰溫度居中，一般在300－350度，焰心溫度最低，一般在250－300度。當火焰的溫度達到上千攝氏度時，參與燃燒反應的分子會發生電離，形成由電子和離子構成的等離子體，這種狀態不屬於固液氣中的任何一種，而屬於的第四種狀態——等離子態，例如工業上用的等離子體火炬就是用電弧來電離氣體，產生的火焰溫度可高達5500℃。