Lorsqu'un hydrocarbure subit une combustion, il réagit avec l'oxygène (O2) de l'air pour produire du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O). L’équation chimique générale de la combustion d’un hydrocarbure est :

CnHm + (n + m/4)O2 → nCO2 + m/2 H2O

Par exemple, lorsque le méthane (CH4), l’hydrocarbure le plus simple, subit une combustion, il réagit avec deux molécules d’oxygène pour produire une molécule de dioxyde de carbone et deux molécules d’eau :

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

La combustion des hydrocarbures est un processus exothermique, c'est-à-dire qu'elle libère de l'énergie thermique. C’est cette énergie thermique qui rend les hydrocarbures, comme l’essence et le gaz naturel, utiles comme sources d’énergie.