Il nome di fiamme cantanti è stato dato a questi dispositivi per il fatto che, se si accende il becco a gas e si regola opportunamente la lunghezza della fiamma e la sua posizione nel tubo, si ottiene un suono puro e la fiamma vibra con la stessa frequenza del suono emesso; talvolta il suono è così intenso e le vibrazioni della fiamma così energiche che essa si spegne.
Se si analizza il suono emesso si vede che esso è quello che il tubo emetterebbe in assenza del becco a gas e con l'aria al suo interno alla stessa temperatura.
Se, partendo da una situazione in cui la fiamma è molto corta e canta spontaneamente, si aumenta lentamente il flusso del gas la fiamma si allunga con regolarità e si giunge ad una situazione di equilibrio instabile in cui la fiamma canta quando si introduce nell'ambiente un suono, di sufficiente intensità, che ha la stessa frequenza di quello che il tubo emette spontaneamente.
Se si introducono suoni diversi da quello caratteristico, singolarmente o insieme, la fiamma rimane insensibile qualunque sia la loro intensità; se, insieme ad essi, si introduce anche un suono che è all'unisono con quello caratteristico la fiamma entra in vibrazione e, se l'intensità è sufficientemente elevata, il tubo riemette solo quel suono.
Col primo esperimento viene messo in evidenza il fenomeno della risonanza in un tubo aperto e con il secondo la proprietà generale che ha un corpo risonante di scomporre nei suoi componenti un suono complesso che lo investe, rispondendo solo a quello la cui frequenza è uguale alla frequenza propria di vibrazione di quel corpo.