理论研究表明：玻璃破裂是由于表面微裂纹在外力作用下扩展造成的。普通玻璃的表面微裂纹在很小的外力下就会发生扩展而破碎，所以强度很低；经过表面处理后，玻璃表面处于压应力状态，当外力与预压应力抵消后，裂纹才能进一步扩展造成玻璃破坏，所以提高了强度。

当火灾友生时，玻璃两个表面所处的环境温度不同，朝向火灾现场的表面受热膨胀，玻璃整体发生向内弯曲变形，玻璃向火面的微裂纹受到热应力的作用，逐渐扩展造成玻璃破裂。理论计算表明：在一般情况下，大约610℃的双面温差，可以产生200MPa左右的热应力。通常，发生火灾时，现场的温度超过610℃，沿着玻璃厚度方向，按照从里到外的顺序，逐渐进入软化区，玻璃并不会破裂。当玻璃整体受到的热量大于背火面散失的热量时，玻璃整体温度逐渐升高，直到玻璃背火面的黏度不足以支撑本身质量时，才会发生整体坍塌。因此，从理论上说，只要把单片玻璃的强度提高到300MPa以上，就可以承受610℃左右的双面温差。

理论和实验都证明：表面压应力越大，强度就越大，抵抗热应力的能力也越大，防火能力也越强。普通玻璃的表面压应力一般为15～65MPa，钢化玻璃的表面压应力一般为70～180MPa。因此，钢化玻璃的耐火性能比普通玻璃好，但是一般的钢化玻璃还达不到防火玻璃的耐火性能要求。为了制造单片防火玻璃，可以采用以下物理与化学钢化结合的方法。