火灾中有毒气体的吸入往往是导致死亡或永久伤害的主要原因。火灾燃烧产物主要是窒息性气体和刺激性气体。窒息性气体可以减少身体组织的供氧量，从而导致中枢神经系统衰竭、失去意识并最终死亡。刺激性气体通过对眼睛、上呼吸道的刺激可以让人立即丧失行为能力，并且对肺有的深入的伤害。此外，每次火灾都是不同的。不同材料燃烧后的产物与当时火灾的条件如：温度、通风、当量比及材料密切相关。其中任何一个条件的改变都将使毒性因素增加10倍甚至更多，超出由典型的火险计算方法得到的安全系数。火灾可以被分为一系列阶段：从阴燃到早期通风良好的燃烧，最后为完全通风燃烧阶段。这几个阶段可以在小型标准测试中由燃料与氧气的比例进行重现，只要控制最初空气的量就可以得到不同的燃气氧气比，我们用当量比（实际的燃料对空气的比例/ 燃料空气的化学计量比）来表示。通过使用标准火灾模型（稳态管炉，the Purser Furnace，ISO TS 19700）重现不同火灾条件下的燃烧产物，我们可以确定并定量分析在不同火灾条件下燃烧气体（O2，CO2，CO，HCN，NOx和烟）的产量。我们对添加了常用阻燃剂如氢氧化铝，氢氧化镁，聚磷酸铵，次磷酸铝，膦化铝，溴化阻燃剂，氧化锑，纳米填充物（层状硅酸盐，海泡石，蒙脱土）的大量材料（聚丙烯，聚丁二烯对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺，乙烯醋酸乙烯酯）进行了研究，特别是对当量比与纳米填充物和阻燃剂对有毒产物产量的影响及它们在烟雾颗粒中的存在之间的关系进行研究。

通过研究我们发现，虽然卤系阻燃剂可以抑制气相进程，增加一氧化碳和卤化氢的产量，但是它们普遍增加了火灾的毒性。许多其他的阻燃剂也以不可预测的方式影响火灾的毒性，这与不同材料不同火灾条件下的燃烧行为相关。但是大多数情况下，我们研究的无卤阻燃剂体系，火灾毒性基本没有增加。