Secondo la legge dei gas ideali, all’aumentare della temperatura di un gas, aumenterà anche il suo volume se la pressione rimane costante. In un pallone caldo, l'aria riscaldata si espande e diventa meno densa dell'aria più fredda all'esterno del pallone. Questa differenza di densità crea una forza di galleggiamento che spinge il palloncino verso l'alto. Finché la temperatura dell'aria all'interno del pallone è superiore alla temperatura dell'aria esterna, il pallone continuerà a salire. Se la temperatura all'interno e all'esterno del palloncino è uguale, non aumenterà né diminuirà (neutralmente galleggiante). Al contrario, se la temperatura all'interno del palloncino scende al di sotto della temperatura esterna, il palloncino inizierà ad affondare.
Questo principio è ciò che consente alle mongolfiere di volare. Controllando la temperatura dell'aria all'interno del pallone, i piloti possono determinare l'altitudine e la direzione di viaggio del pallone. Il riscaldamento dell'aria fa salire il palloncino, mentre il raffreddamento dell'aria lo fa scendere. Il bruciatore di una mongolfiera monitora costantemente la temperatura all'interno della mongolfiera e regola il calore di conseguenza per mantenere l'altitudine desiderata.
