燃燒是一種快速的有火焰發生的劇烈的氧化反應，反應非常復雜，燃燒的產生和進行必須同時具備三個條件，即可燃物質、助燃劑（如空氣、氧氣或氧化劑）和火源（如高溫或火焰）。為了阻止燃燒的進行，必須切斷燃燒過程中的三要素中的任何一個，例如降低溫度、隔絕空氣或可燃物。
隧道防火涂料的防火機理大致可歸納為以下五點：
1、隧道防火涂料本身具有難燃性或不燃性，使被保護基材不直接與空氣接觸，延遲物體著火和減少燃燒的速度。
2、隧道防火涂料除本身具有難燃性或不燃性外，它還具有較低的導熱系數，可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。
3、隧道防火涂料受熱分解出不燃惰性氣體，沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體，使之不易燃燒或燃燒速度減慢。
4、含氮的隧道防火涂料受熱分解出NO、NH3等基團，與有機游離基化合，中斷連鎖反應，降低溫度。
5、膨脹型隧道防火涂料受熱膨脹發泡，形成碳質泡沫隔熱層封閉被保護的物體，延遲熱量與基材的傳遞，阻止物體著火燃燒或因溫度升高而造成的強度下降。