Chauffer le gaz dans un ballon à air fait monter le ballon car le gaz dans le ballon devient plus léger que l'air naturel. Le gaz chauffé a moins de masse par unité de volume que celle de l'air frais environnant le ballon.
Une montgolfière se compose de trois parties principales : l'enveloppe, le brûleur et la nacelle. Le brûleur, qui est généralement alimenté au propane liquide, est situé sous l'enveloppe ; il est chargé de chauffer l'air dans l'enveloppe. La nacelle contient le pilote, les passagers et les réservoirs de propane.
Pour déplacer le ballon vers le haut, le pilote ouvre d'abord la vanne de propane pour libérer le propane liquide dans l'enveloppe. Le mélange de propane et d'air naturel s'enflamme sous l'enveloppe, chauffant l'air dans l'enveloppe. Le ballon commence alors à monter. Le pilote doit continuer à réchauffer l'air pour que le ballon reste en l'air.
Pour monter plus haut, le pilote ouvre la vanne pour libérer plus de propane. Pour faire descendre le ballon, le pilote libère progressivement l'air chaud de l'enveloppe à travers la valve du parachute au sommet du ballon.
Une montgolfière n'atterrit pas à un endroit prédéterminé. Le pilote atterrit là où il y a un espace ouvert et sûr pour atterrir.