L'auto-inflammation est une inflammation dans laquelle un mélange combustible-comburant porté à une température et une pression suffisantes s'enflamme "spontanément" dans certaines conditions de confinement (volume plus ou moins grand). Lors de l'inflammation des composés hydrocarbonés, plusieurs types de phénomènes macroscopiques sont susceptibles de se produire. Leur apparition est fonction des paramètres, pression, température et concentrations. On peut citer outre les flammes normales, les flammes froides, les auto-détonations, les flammes à long retard.
Les auto-inflammations normales conduisant à des flammes normales sont obtenues au delà de 400°C. Elles sont facilement visibles dans le réacteur, de couleur bleue ou jaune suivant les concentrations et les pressions. Sur les enregistrements de variation de pression et d'intensité lumineuse, elles se manifestent par un pic très intense dû à leur caractère très énergétique.
Les auto-inflammations froides se produisent généralement à des températures inférieures à 400°C. Du côté des faibles pressions, le domaine des flammes froides est séparé de celui des flammes normales par une zone dite de "coefficient négatif de température" (intervalle de température au cours duquel la vitesse de réaction d'oxydation passe par un minimum en fonction de la température). Dans le cas du méthane, elles n'apparaissent qu'à partir de 550°C. Elles se manifestent par un pic ou des pics successifs (dans le cas d'auto-inflammations froides multiples) d'amplitude bien inférieure à celle d'une auto-inflammation normale. L'auto-inflammation froide est visible à l'oeil sous forme d'une lueur bleue.
Une auto-inflammation froide peut être suivie d'une auto-inflammation normale de second stade : la flamme froide peu lumineuse est suivie immédiatement par une flamme normale, jaune ou bleue, bien plus intense que la flamme froide. Ces flammes normales de second stade jouent un rôle très important dans le fonctionnement normal des moteurs Diesel. Pour certains combustibles, on observe la présence d'un domaine dans lequel se produisent des flammes normales de troisième stade, et même dans le cas du propane dans certaines conditions, de domaines d'auto-inflammation normale de quatrième et cinquième stade. Ces domaines sont fermés par la limite des flammes normales de second stade. Ces auto-inflammations normales de Nième stade sont identiques aux auto-inflammations normales de second stade, à la différence près que ce n'est plus la première flamme froide qui "allume" le reste du mélange, mais respectivement la deuxième, la troisième et la quatrième flamme froide.
Les auto-inflammations détonantes se produisent à l'intérieur du domaine d'auto-inflammation normale de second stade et du domaine d'auto-inflammation normale, du côté des fortes concentrations en oxygène. L'auto-accélération de la flamme normale engendre une onde de choc qui se traduit à chaque fois par la destruction de l'installation, lorsqu'elle est en Pyrex. Lorsque ce phénomène de combustion associé à une onde de choc se produit, il est source d'accidents ou d'incidents mécaniques dans les moteurs thermiques. Il est en effet à l'origine du phénomène de cliquetis observé dans les moteurs à combustion interne à allumage commandé, les moteurs Diesel et les moteurs Diesel-gaz dans certaines conditions expérimentales.
L'auto-inflammation à long retard correspond à la naissance d'une flamme parasite qui se produit à haute température pour les mélanges riches en oxygène. Comme son nom l'indique, elle se produit au bout d'un temps assez long. Elle est due à une accumulation d'hydrogène et de monoxyde de carbone qui se retrouvent dans leurs propres conditions d'auto-inflammations. Pour ces derniers combustibles (H2 et CO), il existe en fait un "coefficient négatif de pression" qui se traduit par l'apparition de trois limites d'auto-inflammations en fonction de la pression.