Ogólna chemia utleniania alkanów i rodników alkilowych jest dobrze rozumiana, chociaż wiele szczegółowych aspektów jest nadal przedmiotem spekulacji. Niniejszy rozdział zawiera przegląd szczegółowych opisów reakcji, termochemii i szczegółowych mechanizmów związanych z chemią utleniania węglowodorów w fazie gazowej. Utlenianie alkanów przebiega poprzez wiele związków pośrednich przed utworzeniem produktów końcowych CO2 i H2O. Związki pośrednie, do których należą związki O-heterocykliczne, aldehydy, ketony, inne formy tlenowe, alkeny, nadtlenki i CO, mogą odgrywać ważną rolę w określaniu przebiegu utleniania, a w szczególności wpływać na stopień zanieczyszczenia środowiska przez praktyczne jednostki spalania. Jednakże dla wielu z tych związków zarówno informacje mechanistyczne, jak i dane kinetyczne dotyczące zachodzących reakcji elementarnych są bardzo ograniczone. W rozdziale omówiono również charakterystykę spalania niskotemperaturowego, eksperymentalne metody ustalania mechanizmów i wyznaczania stałych szybkości, reakcje inicjacji pierwotnej oraz homolizę rodników alkilowych. Istnieje szereg kluczowych reakcji, które w pewnych okolicznościach mają ogromny wpływ na zjawiska utleniania, ale dla znacznej części tych reakcji istotne informacje są nadal niedostępne.