savun koostumus riippuu palavan polttoaineen luonteesta ja palamisolosuhteista. Tulipalot, joissa on korkea hapensaanti, palavat korkeassa lämpötilassa ja joissa syntyy vähän savua; hiukkaset koostuvat enimmäkseen tiivistyneen veden aerosolin tuhkasta tai joissa on suuria lämpötilaeroja. Korkea lämpötila johtaa myös typen oksidien tuotantoon. Rikkipitoisuudesta saadaan rikkidioksidia tai epätäydellisen palamisen yhteydessä rikkivetyä. Hiili ja vety hapettuvat lähes kokonaan hiilidioksidiksi ja vedeksi. Hapenpuutteessa palavat palot tuottavat huomattavasti laajemman paletin yhdisteitä, joista monet ovat myrkyllisiä. Hiilen osittainen hapetus tuottaa hiilimonoksidia, kun taas typpeä sisältävistä aineista voi saada vetysyanidia, ammoniakkia ja typen oksideja. Veden sijasta voidaan tuottaa vetykaasua. Halogeenien, kuten kloorin pitoisuus (esim. polyvinyylikloridissa tai bromatuissa palonestoaineissa) voi johtaa vetykloridin, fosgeenin, dioksiinin sekä kloorimetaanin, bromimetaanin ja muiden halogenoitujen yhdisteiden tuotantoon. Fluorivetyä voidaan muodostaa fluorihiilivedyistä riippumatta siitä, altistuvatko fluoripolymeerit tulelle vai halogenoidut palonsammutusaineet. Fosfori-ja antimonioksideja ja niiden reaktiotuotteita voidaan muodostaa joistakin palonestoaineista, mikä lisää savun myrkyllisyyttä ja syövyttävyyttä. Polykloorattujen bifenyylien (PCB) pyrolyysi esimerkiksi vanhemman muuntajaöljyn poltosta ja pienemmässä määrin myös muiden klooria sisältävien materiaalien pyrolyysi voi tuottaa 2,3,7,8-tetraklooridibentsodioksiinia, voimakasta karsinogeenia, ja muita polykloorattuja dibentsodioksiineja. Fluoripolymeerien pyrolyysi, esim. Teflon tuottaa hapen läsnä ollessa karbonyylifluoridia (joka hydrolysoituu helposti HF: ksi ja CO2: ksi); voi muodostua myös muita yhdisteitä, kuten hiilitetrafluoridia, heksafluoripropeenia ja erittäin myrkyllistä perfluori-isobuteenia (PFIB).

nokipäästöt suuren dieselauton höyryissä ilman hiukkassuodattimia.

palavan aineen pyrolyysi, erityisesti epätäydellinen palaminen tai kyteminen ilman riittävää hapensaantia, johtaa myös suuren määrän hiilivetyjä, sekä alifaattisia (metaani, etaani, eteeni, asetyleeni) että aromaattisia (bentseeni ja sen johdannaiset, polysykliset aromaattiset hiilivedyt; esim.karsinogeeniksi tutkittu bentsopyreeni tai reteeni), terpeenejä. Se aiheuttaa myös useiden pienempien happipitoisten haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (metanoli, etikkahappo, hydroksiasetoni, metyyliasetaatti ja etyyliformiaatti) emissioita, joita muodostuu palamistuotteina, sekä vähemmän haihtuvia hapetettuja orgaanisia lajeja, kuten fenoleja, furaaneja ja furanoneja. Myös heterosyklisiä yhdisteitä voi esiintyä. Raskaammat hiilivedyt saattavat tiivistyä tervaksi; huomattavan tervapitoinen savu on keltaisesta ruskeaan. Kiinteiden polttoaineiden palaminen voi johtaa useiden satojen tai tuhansien vähemmän haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöihin aerosolifaasissa. Tällaisen savun, noen ja/tai ruskean öljymäisen kerrostuman esiintyminen tulipalon aikana viittaa mahdolliseen vaaratilanteeseen, koska ilmakehä voi olla kyllästetty palavilla pyrolyysituotteilla, joiden pitoisuus ylittää ylemmän syttyvyysrajan, ja äkillinen sisäänvirtaus ilmaa voi aiheuttaa leimahduksen tai takaisinvirtauksen.

rikin läsnäolo voi johtaa esimerkiksi rikkivedyn, karbonyylisulfidin, rikkidioksidin, hiilidisulfidin ja tiolien muodostumiseen; erityisesti tioleilla on taipumus adsorboitua pinnoille ja tuottaa viipyilevää hajua vielä pitkään palon jälkeen. Vapautuvien hiilivetyjen osittainen hapetus tuottaa laajassa paletissa muita yhdisteitä: aldehydejä (esim.formaldehydi, akroleiini ja furfuraali), ketoneja, alkoholeja (usein aromaattisia, esim. fenoli, guaiakoli, syringoli, katekoli ja kresolit), karboksyylihappoja (muurahaishappo, etikkahappo jne.).

tällaisissa savuissa näkyvä hiukkanen koostuu yleisimmin hiilestä (noesta). Muut hiukkaset voivat koostua tiivistyneen tervan pisaroista tai kiinteistä tuhkapartikkeleista. Metallien esiintyminen polttoaineessa tuottaa metallioksidihiukkasia. Myös epäorgaanisten suolojen hiukkasia voi muodostua, esim. ammoniumsulfaattia, ammoniumnitraattia tai natriumkloridia. Nokihiukkasten pinnalla olevat epäorgaaniset suolat voivat tehdä niistä hydrofiilisiä. Kiinteiden hiukkasten pinnalle voi adsorboitua myös monia orgaanisia yhdisteitä, tyypillisesti aromaattisia hiilivetyjä. Metallioksideja voi olla metallipitoisia polttoaineita poltettaessa, esimerkiksi alumiinia sisältäviä kiinteitä rakettipolttoaineita. Köyhdytettyä uraania sisältävät ammukset osuttuaan kohteeseen syttyvät ja tuottavat uraanioksidihiukkasia. Hiilisavussa on magneettisia hiukkasia, magnetiitin kaltaista rauta-rautaoksidia,; niiden esiintymien kasvu vuoden 1860 jälkeen merkitsee teollisen vallankumouksen alkua. (Ilmakehässä palavien meteoriittien savussa voi syntyä myös magneettisia rautaoksidinanopartikkeleita.) Rautaoksidihiukkasiin kirjattu magneettinen remanenssi ilmaisee Maan magneettikentän voimakkuuden, kun ne jäähtyivät Curie-lämpötilansa yli; Tätä voidaan käyttää erottamaan maasta ja meteorista peräisin olevat magneettiset hiukkaset. Lentotuhka koostuu pääasiassa piidioksidista ja kalsiumoksidista. Cenosfäärejä esiintyy nestemäisistä hiilivetypolttoaineista syntyvässä savussa. Hankauksen tuottamia pieniä metallihiukkasia voi olla moottorisavuissa. Palavista silikoneista peräisin olevissa savuissa on amorfisia piidioksidihiukkasia; pieni osa piinitridihiukkasista voi muodostua paloissa, joissa ei ole riittävästi happea. Silikahiukkaset ovat kooltaan noin 10 nm, kasaantuneet 70-100 nm aggregaateiksi ja edelleen agglomeroituneet ketjuiksi. Radioaktiivisia hiukkasia voi olla uraanin, toriumin tai muiden radionuklidien jäämien vuoksi polttoaineessa; kuumia hiukkasia voi olla ydinonnettomuuksien (esim.Tšernobylin katastrofi) tai ydinsodan aikana syttyneiden tulipalojen yhteydessä.

savuhiukkaset, kuten muutkin aerosolit, luokitellaan kolmeen moodiin hiukkaskoon perusteella:

• ytimet–moodiin, jonka geometrinen keskisäde on 2,5-20 nm ja joka todennäköisesti muodostuu hiiliosuuksien tiivistyessä.
• kasautumistila, joka vaihtelee välillä 75-250 nm ja muodostuu tumahiukkasten hyytyessä
• karkeassa tilassa, jossa hiukkaset ovat mikrometrialueella

suurin osa savumateriaalista on pääasiassa karkeissa hiukkasissa. Ne kuivuvat nopeasti, ja savuvahingot leviävät sen huoneen ulkopuolella, jossa palo syttyy, pääasiassa pienhiukkasten vaikutuksesta.

näkyvän koon ylittävien hiukkasten aerosoli on varhainen indikaattori tulipalon esignition vaiheessa olevista materiaaleista.

vetypitoisen polttoaineen polttaminen tuottaa vettä, jolloin syntyy savua, joka sisältää vesihöyrypisaroita. Muiden värilähteiden puuttuessa (typen oksidit, hiukkaset…), tällainen savu on valkoista ja pilvimäistä.

Savupäästöt voivat sisältää tyypillisiä hivenaineita. Vanadiinia esiintyy öljyvoimaloiden ja jalostamojen päästöissä; öljyvoimaloista vapautuu myös jonkin verran nikkeliä. Hiilen poltosta syntyy päästöjä, jotka sisältävät alumiinia, arseenia, kromia, kobolttia, kuparia, rautaa, elohopeaa, seleeniä ja uraania.

korkean lämpötilan palamistuotteissa olevat Vanadiinijäämät muodostavat pisaroita sulista vanadaateista. Nämä iskevät metallien passivointikerroksiin ja aiheuttavat korkean lämpötilan korroosiota, mikä on huolenaihe erityisesti polttomoottoreille. Myös sulalla sulfaatilla ja lyijyhiukkasilla on tällainen vaikutus.

jotkin savun osat ovat palolähteelle tyypillisiä. Guajakoli ja sen johdannaiset ovat ligniinin pyrolyysin tuotteita ja ovat tyypillisiä puunsavulle; muita markkereita ovat syringoli ja johdannaiset sekä muut metoksifenolit. Havupuiden pyrolyysin tuottama reteeni on metsäpalojen indikaattori. Levoglukosaani on selluloosan pyrolyysituote. Lehtipuu vs Havupuu savut eroavat guaiakolien/syringolien suhteessa. Ajoneuvon Pakokaasun merkkiaineita ovat polysykliset aromaattiset hiilivedyt, hopaanit, steraanit ja erityiset nitroareenit (esim.1-nitropyreeni). Bensiini-ja dieselmoottoreiden päästöjen erottamiseksi voidaan käyttää hopaanien ja steraanien suhdetta alkuainehiileen.

monet yhdisteet voivat liittyä hiukkasiin joko adsorboitumalla niiden pinnoille tai liuetessa nestemäisiin pisaroihin. Vetykloridi imeytyy hyvin nokihiukkasiin.

Inerttihiukkaset voivat häiriintyä ja kulkeutua savuun. Erityisen huolestuttavia ovat asbestihiukkaset.

maasto-ja metsäpalot voivat palauttaa ilmakehään radioaktiivisen laskeuman ja biokertyvien radioisotooppien muodostamia kuumia hiukkasia; tämä on huolestuttavaa esimerkiksi Tšernobylin katastrofista peräisin olevia epäpuhtauksia sisältävällä vieraantumisvyöhykkeellä.

polymeerit ovat merkittävä savun lähde. Aromaattiset Sivuryhmät, esimerkiksi polystyreenissä, parantavat savun syntyä. Polymeerirunkoon integroidut aromaattiset ryhmät tuottavat vähemmän savua, mikä johtuu todennäköisesti merkittävästä hiiltymisestä. Alifaattiset polymeerit tuottavat yleensä vähiten savua, eivätkä ne sammu itsestään. Kuitenkin läsnäolo lisäaineita voi merkittävästi lisätä savun muodostumista. Fosforipohjaiset ja halogeenipohjaiset palonestoaineet vähentävät savun tuotantoa. Polymeeriketjujen suuremmalla ristisidonnaisuudella on myös tällainen vaikutus.

palavien hiukkasten näkyvät ja näkymättömät hiukkaset

maastopalon savu

Etelä-Afrikassa hiljattain syttyneen maastopalon kytevistä jäänteistä nousee savua.

paljaalla silmällä havaitaan yli 7 µm: n (mikrometrin) hiukkaskoko. Palosta irtoavia näkyviä hiukkasia kutsutaan savuksi. Näkymättömiin hiukkasiin viitataan yleensä kaasuna tai höyrynä. Tämä käy parhaiten ilmi, kun paahdat leipää leivänpaahtimessa. Leivän lämmetessä palamistuotteiden koko kasvaa. Alun perin syntyneet höyryt ovat näkymättömiä, mutta tulevat näkyviin, jos paahtoleipää poltetaan.

ionisaatiokammiotyyppinen palovaroitin on teknisesti paloilmaisimen tuote, ei palovaroitin. Ionisaatiokammiotyyppiset savunilmaisimet havaitsevat palohiukkasia, jotka ovat näkymättömiä paljaalle silmälle. Tämä selittää sen, miksi ne saattavat usein erehtyä leivänpaahtimen tulikuumista lämmityselementeistä lähtevistä savuista ennen näkyvää savua, mutta ne eivät ehkä aktivoidu palon varhaisessa, matalalämpöisessä kytevässä vaiheessa.

tyypillisen asuntopalon savu sisältää satoja erilaisia kemikaaleja ja höyryjä. Tämän vuoksi savun aiheuttamat vahingot voivat usein ylittää palon todellisen kuumuuden aiheuttamat vahingot. Sen lisäksi fyysisiä vahinkoja aiheuttama savu tulipalon – joka ilmenee muodossa tahroja-on usein vielä vaikeampi poistaa ongelma savun haju. Aivan kuten on urakoitsijoita, jotka ovat erikoistuneet jälleenrakentamiseen/korjaamiseen koteja, jotka ovat vahingoittuneet tulipalon ja savun, Kangas restaurointi yritykset ovat erikoistuneet palauttamaan kankaita, jotka ovat vahingoittuneet tulipalossa.