Конвекция - это физическое явление, при помощи которого тепловая энергия переносится в жидкости или газах путем смешения самого вещества - как естественным путем, так и принудительно. Явление естественной конвекции (которое можно наблюдать при горении свечи) возникает самопроизвольно при неравномерном нагревании вещества в поле тяготения. При самопроизвольной конвекции ниже расположенные слои вещества после их нагревания становятся легче и поднимаются вверх.

Это физическое явление можно пояснить при помощи закона Архимеда, а также явления расширения тел под воздействием тепловой энергии. При повышении температуры объем определенной жидкости или газа увеличивается, плотность же, соответственно, уменьшается. Под действием силы Архимеда более разреженный, нагретый газ или жидкость поднимается строго вверх, а рядом расположенный более холодный газ или жидкое вещество, тем временем, опускается вниз.

В случае со свечой, нагретый ее пламенем воздух над свечой, состоящий из водяных паров, углекислого газа и др. - поднимается вертикально вверх. На место поднявшегося горячего воздуха снизу, параллельно самой свече, поднимается холодный воздух. Эти потоки холодного воздуха обтекают свечку и придают вертикальную заостренную форму пламени.

Поступивший на место нагретого холодный воздух тоже нагревается и заменяется на поступившую струю холодного воздуха. Этот процесс постоянного замещения воздуха над свечой будет продолжаться все время, пока пламя свечи нагревает воздух, что постоянно поддерживает ее вертикальную форму.

Однако вертикальное расположение пламя свечи принимает только в помещении, в котором отсутствуют посторонние воздействующие силы. При воздействии на свечу дополнительных сил (ветер, перемещение свечи) или при отсутствии влияния силы тяготения (в космосе) вертикальный столбик пламени изменит свою форму.