No todos los tipos de calentadores de manos se calientan cuando se exponen al aire, pero los que obtienen su calor de un proceso llamado oxidación, quizás mejor conocido como oxidación. Los calentadores empaquetados contienen partículas de hierro, agua salada, carbón y otros químicos que actúan como aislantes. Cuando se abre el empaque protector, el aire exterior penetra en los productos químicos del interior y el oxígeno reacciona químicamente con el hierro, lo que hace que el hierro se oxide o se oxide. Este proceso de oxidación es ayudado por la solución salina, que actúa como una forma de catalizador.
Uno de los resultados de este proceso de oxidación es la producción de calor o, en términos químicos, una reacción exotérmica. Las partículas de carbono ayudan a difundir este calor por todo el paquete. Otros productos químicos ayudan a mantener la reacción exotérmica lo suficientemente lenta como para proporcionar calor duradero, no solo un brote rápido. Una vez que todo el hierro se ha convertido en óxido de hierro u óxido, la reacción exotérmica termina y el calentador de manos ya no puede proporcionar calor.
El principio que da a estos productos la capacidad de calentar las manos es el mismo principio que alimenta las almohadillas térmicas autoadhesivas. Una vez que se quita la tira protectora de la almohadilla, el oxígeno del aire exterior reacciona con la fina capa de hilos de hierro en la almohadilla y el resultado es una reacción exotérmica que puede durar horas.
Hay otros tipos de calentadores de manos que utilizan un proceso químico completamente diferente para crear resultados similares. Estos dispositivos contienen una solución sobresaturada de acetato de sodio o nitrato de calcio. La sobresaturación significa que una solución se ha sobrecalentado para permitir que más de un químico seleccionado se disuelva en ella. Cuando la solución se enfría, solo se tendría que introducir una pequeña mancha de material para hacer que toda la estructura cristalizara y solidificara.
Algunos calentadores de manos utilizan este principio de sobresaturación para generar calor. Una solución sobresaturada de acetato de sodio o nitrato de calcio se sella en una bolsa con una tira de acero inoxidable rugoso. Cuando se manipula la bolsa de un lado a otro, una pequeña pieza de metal debe desprenderse de la tira. Esta pequeña mancha es suficiente para hacer que un cristal de sal se salga de la solución y se solidifique. En segundos, la solución cristaliza en un sólido. Al hacerlo, se produce una reacción exotérmica y se genera calor utilizable durante al menos 30 minutos. Sin embargo, a diferencia de los calentadores oxidantes, este tipo se puede reutilizar recalentando la solución salina hasta que se vuelva sobresaturada e inestable nuevamente.