热气球升空利用的是加热的空气或者某些气体，比如氢气、氦气等，原理是受到的空气浮力大于热气球的重力。当热气球内空气被加热后密度会变小，质量就会比球体外相同体积的冷空气轻，于是热气球就产生了浮力，从而达到升空的目的。

十八世纪时期，法国的蒙戈尔菲耶兄弟受到纸屑在火炉里不断升起的启发，就用纸袋聚热做了实验，发现纸袋是能够随着气流不断做上升运动的。1783年，兄弟俩在里昂安诺内广场做公开表演，第一批乘客是几只动物。同年11月21日，他们完成了人类首次热气球旅游。