当热气球温度达100℃时，密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3，即密度差为1.9kg/m3时，热气球就会上升。热气球是一个比空气轻，上半部是一个大气球状，下半部是吊篮的飞行器。气球的内部加热空气，这样相对与外部冷空气具有更低的密度，作为浮力来使整体发生位移；吊篮可以携带乘客和热源（大多是明火）。

热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说，必须选择速度和方向都合适的高空气流，并随之运动，才能高效地完成飞行。就像作环球旅行时需要不停地换飞机一样，热气球需要搭乘不同的气流，“换气流”时飞行员所要作的就是调整高度，热气球的高度通常要达到十几千米。