熱氣球源於一個非常基本的科學原理：熱空氣會升到冷空氣上方。

從本質上講，熱空氣比冷空氣輕，因為單位體積熱空氣的質量較小。1立方分米的空氣大約重1克，若加熱到37.8攝氏度，同樣體積空氣的重量會減少約0.25克。因此，熱氣球中每立方分米空氣可以升起0.25克的物體。但這遠遠不夠。這也是為什麼熱氣球看起來如此巨大的原因——要升起454公斤的物體，需要大約1,840立方米的熱空氣!

熱氣球的飛行原理

熱氣球飛行是根據熱空氣密度比冷空氣密度小，相同體積熱空氣比冷空氣輕而產生浮力的原理。

上升時：把球囊內的空氣加熱，空氣排出使其變輕，重力小於浮力就可以使氣球載重升空;

下降時：則停止加熱，冷空氣又進入球囊，氣球的重力增加，重力大於浮力時便下降。用開燃燒開關的間隔時間長短，調整球囊溫度(氣體密度)來控制熱氣球的上升和下降。

所以熱氣球改變的是重力的大小。

熱氣球的唯一飛行動力是風,一天中太陽剛剛升起時或太陽下山前一兩個小時,是熱氣球飛行的最佳時間,因為此時的風通常很平靜,氣流也很穩定。

熱氣球通常用的燃料是丙烷或液化氣，氣瓶固定在吊籃內。一隻熱氣球能載運20公斤的液體燃料。當火點燃時，火焰有2-3 米高，併發出巨大的響聲。關於熱氣球的燃燒器原理這篇文章可以建議看一下：熱氣球原理

基本原理就是熱脹冷縮。空氣受熱膨脹後，比重會變輕而向上升起。因為空氣是有質量的物質，相同體積的空氣，溫度不同，它們的密度、質量也不同。球囊內空氣被加熱後密度變小，質量輕於球囊外相同體積的冷空氣，於是球囊產生浮力而升空。對航空器而言，我們把這一浮力叫做升力。 燃燒器將球囊內空氣加溫時，囊內空氣膨脹，密度變小，膨脹後多餘的空氣從氣球底口排出。而後氣球就可以上升了。熱氣球的飛行是根據熱空氣輕於冷空氣而產生升力以及空氣靜力學的原理。透過燃燒器點火、熄火的時間長短和頻率間隔來調整球囊內的氣體溫度。 從而控制熱氣球的上升和下降，利用不同高度層的不同風向來控制和調整前進方向，熱氣球的飛行速度大致與風速相同。熱氣球，由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構成，球皮是由強化尼龍製成的，儘管它的質量很輕，但卻極結實，球囊是不透氣的。