(1)外因：過充電觸發熱失控、外力導致熱失控、過熱觸發熱失控；

(2)內因：電池內部短路觸發熱失控。

參與熱失控反應的是鋰離子電池中的氧化鈷化學物。加熱這種化學物達到一定溫度，它就開始自發熱，然后發展成起火和爆炸。在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導致電池破裂。假如暴露在高溫環境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。

從本質上而言，熱失控是一個能量正反饋循環過程：升高的溫度會導致系統變熱，系統變熱升高溫度，這又反過來又讓系統變得更熱。熱失控是很常見的現象，從混凝土養護到恒星爆炸，都有可能會出現熱失控。

熱失控現象及其強度與鋰離子電池組的大小、配置和電池單元的數量有關。小型鋰離子電池組只有幾個鋰離子電池單元，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而波音787巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，當一個電池單元熱到足以點燃電解質時，其余的電池單元就會迅速跟進。

電池充電時，金屬鋰的表面沉積非常容易聚結成枝杈狀鋰枝晶，從而刺穿隔膜，造成正負極直接短路。而且，金屬鋰非常活潑，可直接和電解液反應放熱，其熔點又很低，即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜，只要溫度稍高，金屬鋰就會溶解，從而引發短路。