热气球的飞行动力是风。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”时飞行员所要做的就是调整高度，热气球的高度通常要达到十几千米。
国际航空联合会（FAI）下属的气球理事会（CIA）根据填充的气体不同，把气球分成四类：
AA型：
填充比空气轻的气体如氢气或氦气，气囊不密闭，没有加热装置；
AX型：
气囊中填充空气，通过装置对空气加热，使之变轻获得升力，又被称为热气球；
AM型：
既填充“轻气”（如氢气或氦气），又具有加热装置的气球，又被称为罗泽（Rozier）气球；
AS型：
填充“轻气”（如氢气或氦气），气囊密闭，由于高度可通过充气量控制，用于科学研究。
热气球是利用加热的空气或某些气体比如氢气或氦气的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。热气球的基本原理是热胀冷缩。当空气受热膨胀后，比重会变轻而向上升起。
复原
热气球恢复原状需要地勤人员的帮助，地勤人员驾驶卡车或小货车跟随飘飞的气球，预先到达降落点。一只热气球飘飞需要3到4个地勤人员和地面无线电设备的服务，以确保飞行的、成功。