Es gibt zwei Arten von Sprengstoffen: niedrige Sprengstoffe wie Schießpulver und hohe Sprengstoffe wie TNT. Leichte Sprengstoffe sind im Allgemeinen eine Mischung aus einer brennbaren Substanz und einem Oxidationsmittel, die mit Geschwindigkeiten von wenigen cm/s bis 400 m/s brennt (deflagriert), aber normalerweise am unteren Ende dieser Skala. Sprengstoffe sind chemische Verbindungen (eine Art von Molekülen) und kein Duo – diese detonieren anstatt zu verpuffen und erzeugen eine Überschallstoßwelle von 1,000 – 9,000 m/sek.
Niedrige Sprengstoffe funktionieren genauso wie das Verbrennen von Holz oder Kohle: Durch die Kombination eines brennbaren Stoffes mit einem Oxidationsmittel bei ausreichender Temperatur werden Wärme und schnell expandierende Gase erzeugt. Je nach Sauerstoffgehalt des umgebenden Mediums erfolgt die Deflagration mehr oder weniger schnell und heftig. Auf den höheren Ebenen ähneln Deflagrationen Detonationen.
Sprengstoffe sind chemisch instabile Verbindungen, die oft mehrere Nitratgruppen enthalten. Bei ausreichender Hitze oder mechanischem Schock ordnen Sprengstoffe ihre molekulare Struktur abrupt um, zerfallen in Reaktionsprodukte und setzen dabei viel Energie frei.
Es gibt neun primäre Reaktionssequenzen, die Teile des Detonationsprozesses von Sprengstoffen bilden, die als Prioritäten bezeichnet werden. Priorität 1 beispielsweise beinhaltet die Kombination eines Metalls mit Chlor, wodurch überschüssige Energie freigesetzt wird. Weitere Prioritäten sind die Kombination von Wasserstoff mit Chlor, einem Metall mit Sauerstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, Kohlenmonoxid und Sauerstoff, Stickstoff mit sich selbst, Sauerstoff mit sich selbst und Wasserstoff mit sich selbst. Bei jedem Sprengstoff können mehrere dieser Reaktionen ablaufen, die jeweils große Mengen an Energie freisetzen.
Da einige Explosivstoffe zum Detonieren extreme Hitze benötigen, müssen Sprengstoffketten aufgebaut werden, bei denen ein Sprengstoff mit niedrigerer Energie durch eine Blasterkappe gezündet wird, die dann die Grundlage für die Explosion eines zusätzlichen Stoffes bildet.
Vier Standardeigenschaften, die eine Verbindung oder Mischung besitzen muss, um als Explosivstoff eingestuft zu werden, sind die schnelle Expansion von Gasen, die Wärmeentwicklung (exotherme Reaktion), die Reaktionsschnelligkeit und die Reaktionsauslösung, d. h. der Explosivstoff kann in einem kontrollierte Mode. Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft von Explosivstoffen für praktische Anwendungen ist eine begrenzte Toxizität.