理論研究表明：玻璃破裂是由于表面微裂紋在外力作用下擴展造成的。普通玻璃的表面微裂紋在很小的外力下就會發生擴展而破碎，所以強度很低；經過表面處理后，玻璃表面處于壓應力狀態，當外力與預壓應力抵消后，裂紋才能進一步擴展造成玻璃破壞，所以提高了強度。

當火災友生時，玻璃兩個表面所處的環境溫度不同，朝向火災現場的表面受熱膨脹，玻璃整體發生向內彎曲變形，玻璃向火面的微裂紋受到熱應力的作用，逐漸擴展造成玻璃破裂。理論計算表明：在一般情況下，大約610℃的雙面溫差，可以產生200MPa左右的熱應力。通常，發生火災時，現場的溫度超過610℃，沿著玻璃厚度方向，按照從里到外的順序，逐漸進入軟化區，玻璃并不會破裂。當玻璃整體受到的熱量大于背火面散失的熱量時，玻璃整體溫度逐漸升高，直到玻璃背火面的黏度不足以支撐本身質量時，才會發生整體坍塌。因此，從理論上說，只要把單片玻璃的強度提高到300MPa以上，就可以承受610℃左右的雙面溫差。

理論和實驗都證明：表面壓應力越大，強度就越大，抵抗熱應力的能力也越大，防火能力也越強。普通玻璃的表面壓應力一般為15～65MPa，鋼化玻璃的表面壓應力一般為70～180MPa。因此，鋼化玻璃的耐火性能比普通玻璃好，但是一般的鋼化玻璃還達不到防火玻璃的耐火性能要求。為了制造單片防火玻璃，可以采用以下物理與化學鋼化結合的方法。