锂离子电池之所以会有爆炸倾向，都是一个名为“热失控”（thermal
runaway）的过程惹的祸。本质上而言，“热失控”是一个能量正反馈循环过程：升高的温度会导致系统变热，系统变热升高温度，这又反过来又让系统变得更热。热失控是很常见的现象，从混凝土养护（会释放热量）到恒星爆炸（超新星是宇宙级热失控的产物）的大量物理和化学过程中，都有可能会出现热失控。
锂离子电池出现热失控的原因有很多。比如一块9V电池的两端被一个硬币桥接起来时，隔离锂离子电池负极和正极的膜状物出现的撕裂就会导致短路，而短路往往又会引起热崩溃。锂离子电池起火的原因还包括：环境温度超过60°C，经常过充，未经授权改装外壳。
不管原因是什么，经历这个反应的都是电池中的氧化钴化学物。
Valence科技公司的研发副总裁乔·拉穆勒（Joe
Lamoreux）解释说：“如果你加热这种化学物，达到了一定温度，它就开始自发热，然后发展成起火和爆炸。”在某些情况下，这种有机电解液释放压力会导致电池破裂。如果暴露在高温环境下，或者是遇到火花，它也有可能会燃烧。
虽然这种无法控制的反应不会经常发生，但锂离子电池的数量基数太大，让我们觉得这种事故经常发生。例如在2006年，几乎所有主要的笔记本电脑制造商
——苹果、惠普、东芝、联想、戴尔和其他公司——都在接到少量电池出现过热状况的报告后召回过产品。单是苹果一家，就在出现了9个有效报告后召回了180万台PowerBook和iBook。更重要的是，电池的大小、配置和电池单元（cell）的数量都会影响到热失控的强度。小型电池组（比如数码单反相机上的）只有几个电池电源，所以热失控从有问题的电池单元传播到其他单元的机会相对较低。而波音787巨大的电池组就是另外一回事了：它们装在密封的金属盒里，不能排放余热，其结果就是，当一个电池单元热到足以点燃电解质时，其余的电池单元就会迅速跟进。
