Il test consiste nell’introdurre un campione dell’elemento o del composto in una fiamma calda e non luminosa e nell’osservare il colore della fiamma che ne risulta. L’idea del test è che gli atomi del campione evaporano e poiché sono caldi, emettono luce quando sono in fiamma. Campione Bulk emette luce troppo, ma la sua luce non è buono per l’analisi. Campione Bulk emette luce principalmente a causa del movimento degli elettroni, quindi il suo spettro è ampio, costituito da una vasta gamma di colori. Atomi separati di un campione presente nella fiamma possono emettere solo a causa di transizioni elettroniche tra diversi livelli di energia atomica. Queste transizioni emettono luce di frequenze molto specifiche, caratteristiche dell’elemento chimico stesso. Pertanto, la fiamma ottiene il colore, che è determinato principalmente dalle proprietà dei gusci di energia atomica dell’elemento chimico della sostanza che viene messa in fiamma. Il test di fiamma è un esperimento relativamente facile da installare e quindi è spesso dimostrato o effettuato in classi di scienze nelle scuole.

I campioni vengono solitamente tenuti su un filo di platino pulito ripetutamente con acido cloridrico per rimuovere tracce di analiti precedenti. Il composto viene solitamente trasformato in una pasta con acido cloridrico concentrato, poiché gli alogenuri metallici, essendo volatili, danno risultati migliori. Diverse fiamme dovrebbero essere tentate di evitare dati errati a causa di fiamme “contaminate”, o occasionalmente per verificare l’accuratezza del colore. Nei corsi di chimica delle scuole superiori, a volte vengono utilizzate stecche di legno, soprattutto perché le soluzioni possono essere asciugate su di esse e sono poco costose. Anche il filo di nichelcromo viene talvolta usato. Quando si utilizza una stecca, si deve fare attenzione a sventolare la stecca attraverso la fiamma piuttosto che tenerla nella fiamma per lunghi periodi, per evitare di incendiare la stecca stessa. È stato anche suggerito l’uso di tampone di cotone o schiuma di melamina (utilizzata nelle spugne per la pulizia “gomma”) come supporto.

Il sodio è un componente o un contaminante comune in molti composti e il suo spettro tende a dominare sugli altri. La fiamma di prova è spesso vista attraverso il vetro blu cobalto per filtrare il giallo del sodio e consentire una più facile visualizzazione di altri ioni metallici.