Детонация характеризуется быстрым распространением пламени и возникновением ударных волн. Детонация происходит, когда в топливном заряде возникают и накапливаются органические перекиси первичных продуктов окисления углеводородного топлива. Она возникает, когда концентрация перекисей в смеси становится критической.
При нормальной работе двигателя пламя распространяется со скоростью 10-20 м/сек, а при детонации эта скорость увеличивается до 1500-2500 м/сек. Распознать детонацию можно по характерным металлическим «стукам», дымному выхлопу, вибрации и перегреву двигателя. В результате возникновения детонации двигатель теряет свою мощность, прогорают клапаны и поршни, пригорают кольца.