L'aria calda sale verso l'alto perché è meno densa dell'aria fredda. La densità è una misura di quanta materia è racchiusa in un dato spazio. Più materia c'è in un dato spazio, più è denso. L’aria è costituita da minuscole particelle chiamate molecole. Quando l'aria viene riscaldata, le molecole si muovono più velocemente e si diffondono, occupando più spazio. Ciò significa che la densità dell'aria diminuisce.

Poiché l'aria calda è meno densa dell'aria fredda, sale verso l'alto. Ecco perché le mongolfiere galleggiano. L'aria all'interno del pallone viene riscaldata, il che la rende meno densa dell'aria all'esterno del pallone. Questa differenza di densità crea una forza di galleggiamento che spinge il palloncino verso l'alto.

Lo stesso principio si applica ai modelli meteorologici. L'aria calda sale dalla superficie terrestre, creando aree di bassa pressione. L'aria fredda affonda, creando zone di alta pressione. Il movimento dell'aria dalle aree di alta pressione verso aree di bassa pressione crea vento.