Vse vrste grelnikov za roke se ne segrejejo, ko so izpostavljene zraku, ampak tiste, ki pridobivajo toploto iz procesa, imenovanega oksidacija, morda bolj znanega kot rjavenje. Pakirani grelniki vsebujejo delce železa, slano vodo, ogljik in druge kemikalije, ki delujejo kot izolatorji. Ko je zaščitna embalaža nezapečatena, zunanji zrak prodre v kemikalije v notranjosti, kisik pa kemično reagira z železom, kar povzroči, da železo rjavi ali oksidira. Pri tem oksidacijskem procesu pomaga raztopina soli, ki deluje kot oblika katalizatorja.
Eden od rezultatov tega oksidacijskega procesa je proizvodnja toplote ali v kemijskem smislu eksotermna reakcija. Ogljikovi delci pomagajo razširiti to toploto po celotnem paketu. Druge kemikalije pomagajo vzdrževati eksotermno reakcijo dovolj počasne, da zagotovijo dolgotrajno toploto, ne le hitrega vnetja. Ko se vse železo pretvori v železov oksid ali rjo, je eksotermna reakcija končana in grelnik za roke ne more več zagotavljati toplote.
Načelo, ki daje tem izdelkom možnost ogrevanja rok, je enako načelo, ki poganja samolepilne grelne blazinice. Ko se zaščitni trak odstrani z blazinice, kisik iz zunanjega zraka reagira s tanko plastjo železnih niti v blazinici in rezultat je eksotermna reakcija, ki lahko traja več ur.
Obstajajo tudi druge vrste grelnikov za roke, ki uporabljajo popolnoma drugačen kemični postopek za ustvarjanje podobnih rezultatov. Te naprave vsebujejo prenasičeno raztopino bodisi natrijevega acetata bodisi kalcijevega nitrata. Prenasičenost pomeni, da je bila raztopina pregreta, da se omogoči, da se v njej raztopi več izbrane kemikalije. Ko se raztopina ohladi, bi bilo treba vnesti le majhen delček materiala, da bi povzročila kristalizacijo in strjevanje celotne strukture.
Nekateri grelniki rok uporabljajo to načelo prenasičenosti za ustvarjanje toplote. Prenasičeno raztopino natrijevega acetata ali kalcijevega nitrata zapremo v vrečko s trakom iz hrapavega nerjavnega jekla. Ko se vrečka premika naprej in nazaj, bi se moral majhen kos kovine odlomiti od traku. Ta drobna madež je dovolj, da kristal soli pade iz raztopine in postane trden. V nekaj sekundah raztopina kristalizira v trdno snov. Pri tem pride do eksotermne reakcije in uporabna toplota nastane vsaj 30 minut. Za razliko od oksidacijskih grelnikov pa je to vrsto mogoče ponovno uporabiti s ponovnim segrevanjem raztopine soli, dokler ne postane ponovno prenasičena in nestabilna.