快速NOx的生成机理目前尚有争议，其基本的现象是在碳氢燃料在的情况下，在火焰面内急剧生成大量的NOx，而CO/空气、H2/空气预混火焰却没有这种现象。对于 得情况，即使是碳氢化合物，NOx生成速度也可用前述的热力NOx生成速度描述。弗尼莫尔（Fennimore）等人研究了减压甲烷火焰内HCN等浓度和温度的变化规律，随着燃烧温度的上升，首先出现HCN，并且在火焰面内达到最大值，然后再下降。在HCN浓度降低的同时，NOx浓度急剧上升。因此，弗尼莫尔等认为，快速NOx的生成机理与热力NOx不同，是碳氢化合物燃烧分解生成的CH、CH2和C2基团，并破坏了空气中N2分子键。关于快速NOx的生成，一般可以认为：
1.快速NOx只有在碳氢燃料燃烧时，且燃料富的情况下，即碳氢化合物CH较多，氧浓度相对较低时才发生。它的生成速度快，就在火焰面上形成。
2.快速NOx的生成机理与热力NOx不同，而与燃料NOx的生成机理非常相似。快速NOx实际上与温度的关系不大。
3.要降低快速NOx的生成量，只要供给足够的氧气，以减少中间产物HCN、NH等即可。
在燃料中所固有的氮化合物，经过复杂的化学反应所产生的NO称之为燃料NOx，实验研究表明，其形成的机理是燃料进入燃烧室后，由于高温，分别释放出N、NH、CN等各种自由基，由于局部地区的氧浓度不同，可以氧化成NO或者被还原成N2分子。通常，燃料中氮化合物含量高或燃烧室中氧的浓度越大，则形成的燃料型NOx就越多。
