石油烃裂解的化学反应是强吸热反应，而且石油烃裂解反应有一次反应和二次反应之分，一般的说，一次反应是烃分子由大变小即链烷烃进行脱氢和断链反应、环烷烃和芳烃进行脱氢开环反应，通过一次反应生产乙烯、丙烯等烯烃产品；二次反应是烃分子由小变大即烯烃、炔烃进行聚合、脱氢缩合反应以及环烷烃和芳烃进行脱氢缩合和脱氢稠环化反应等，二次反应导致生成焦碳，这一点对于裂解炉的正常运转尤其不利，因为生成的焦碳附着在裂解管内壁，既增加了导热阻力，也增加了反应系统的阻力。所以要求裂解反应在反应管中进行一次反应后尽量减少二次反应就降温结束，这就要求较短的停留时间。另外，由于裂解反应是体积增大的反应，所以低压有利于反应的正向进行。
综上所述，裂解反应有四个重要特点：
1）裂解反应是一个强吸热反应；
2）反应温度高；
3）停留时间短；
4）烃分压低。
由于这样的几个特点，所以工业上实现裂解反应要求比较高，要达到下述要求：
1）要在较短时间内对反应物料供给大量的热；
2）要使系统处于高温、短停留时间下，这样有利于生成烯烃的一次反应进行；
3）高温裂解气要在很短时间内将物料迅速降温（急冷），快速终止二次反应；
4）由于烃分压低有利于生成烯烃的反应进行，所以要在原料烃中配入水蒸汽或其他气体作为稀释剂。
能满足上述要求的设备是裂解炉、急冷设备和与之相配的其他辅助设备。其中裂解炉是裂解过程的核心，裂解反应就是在这里进行的。裂解炉的关键就是要能在较短时间内将大量热量传递给反应物料，使之能在高温下发生裂解反应。
裂解炉主要包括三大部分，分别是辐射段、对流段和急冷锅炉。辐射段是裂解炉的核心，是裂解反应发生的地方；对流段主要作用是回收高温烟气的热量；急冷锅炉主要作用是快速冷却裂解气，抑制二次反应的发生，同时回收高温裂解气的热量。