主要与以下五方面的物理知识有关：
1：热胀冷缩
众所周知，一般物体都会有热胀冷缩的性质。当物体燃烧时，产生大量的热，使其周围空气受热而胀即体积变大
2：密度
当火焰周围的空气热胀体积变大，随之其密度减小（ρ=m/v 当质量不变时，v增大，ρ减小），而热空气周围的冷空气的密度大于热空气的密度。
3：重力
冷空气的密度大于热空气的密度，所以冷空气的受到的重力大于热空气受到的重力（单位体积相比较）。
4：压力
冷空气的受到的重力大于热空气受到的重力，所以热空气就要受到冷空气的挤压即受到冷空气的压力。
5：气体的流动性
当热空气就要受到冷空气的挤压时，由于气体的流动性，所以热空气就要竖直向上运动，而冷空气紧跟着填充热空气的空间。
热空气竖直向上运动，使火焰也随之跟着运动，所以火焰是竖直向上的（无大风情况下）
参考资料：网上资料