铝热反应的本质是氧化还原反应，反应过程中会剧烈放热，瞬间释放出极高的温度通常超过2000℃。在反应中，铝粉作为还原剂，将金属氧化物中的金属离子还原为金属单质，同时自身被氧化为氧化铝。以铝和氧化铁的反应为例，化学方程式为：2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe + 热量。这一反应不仅能生成新的金属单质，还能产生足以熔化金属的高温。
铝热剂的应用领域广泛。在工业领域，铝热剂常用于焊接铁轨、冶炼难熔金属如钒、铬、锰等。军事领域中，铝热剂也被用于制造铝热弹，利用其高温特性实现破坏目标或信号指示功能。此外，铝热反应在科研实验和教学中也被用于演示高温化学反应的过程。
铝热反应的发生需要引燃条件，通常通过镁条点燃或高温喷枪加热引发。由于反应过程中会产生高温熔融物，操作时需严格遵守安全规范，避免发生烫伤或火灾事故。铝热剂的储存需远离火源和潮湿环境，确保其化学性质稳定。
铝热剂及铝热反应的发现和应用，体现了化学能向热能和机械能的转化，为工业生产和科学研究提供了重要的技术手段。其独特的高温特性和反应效率，使其在多个领域中至今仍发挥着不可替代的作用。