L'air chaud monte et l'air froid descend parce que les molécules d'air froid sont densément emballées les unes contre les autres, ce qui les rend plus lourdes, et les molécules d'air chaud ont plus d'espace entre elles, ce qui les rend suffisamment chaudes pour monter. C'est pour pour cette raison que les montgolfières se déplacent vers le haut. En plus de la température affectant la densité de l'air, l'humidité joue un rôle.
Lorsque l'air se réchauffe, il absorbe l'énergie de la chaleur. Cette énergie force les molécules à se séparer, les rendant moins denses. Lorsque l'air froid plus lourd tombe au sol, il force l'air chaud vers le haut. L'air chaud commence à monter jusqu'à ce qu'il atteigne une zone où la densité correspond à la sienne. La pression de la terre joue également un rôle en la forçant vers le haut.
Il est possible d'observer ce principe lorsqu'une montgolfière s'élève. Lorsque l'air chaud remplit le ballon, il devient plus léger que l'air de l'environnement qui l'entoure. Au fur et à mesure que l'air se refroidit, il retombe au sol.
Lorsque l'environnement entourant l'air est humide, il est plus léger que lorsqu'il est sec. En effet, l'eau déplace l'azote et l'oxygène, qui sont tous deux lourds. En tant que tel, le type d'air le plus lourd est froid et sec. Lorsque l'air chaud et humide monte, il finit par se refroidir pour former un nuage. Parce que cet air est lourd, il commence à tomber sous forme de pluie.
