熱氣球由一個稱為氣囊的囊袋組成，內含熱空氣，是一種輕於空氣的飛行物。懸掛在下面的是一個吊籃或藤條筐籃（一些長距離飛行的熱氣球，則會有小型艙），用於乘載著乘客，還有燃料。氣囊內的熱空氣讓熱氣球有浮力，因為它的使氣囊内的氣體密度小於氣囊外的空氣密度。與其它的飛行物一樣，熱氣球無法飛過大氣層。與氣球不同的是，氣囊不必密封在底部，因為氣囊底部附近的氣壓與氣囊外的空氣壓力相同。現代熱氣球的氣囊通常由尼龍織物製成，氣囊的內層（靠近燃燒器火焰的部分）則是由耐火材料如Nomex耐阻燃材料製成。熱氣球形狀多變，可以是火箭船，也可以各種商業產品的形狀，供商業或非商業活動使用。
 

熱氣球是第一個成功乘載人類的飛行技術。1783年11月21日，第一組乘載熱氣球飛行的人為法國巴黎的Jean-François Pilâtre deRozier和François Laurentd'Arlandes。他們乘坐著Montgolfier兄弟研發的熱氣球於空中。[1793年1月9日，法國航空公司業者Jean Pierre Blanchard在費城的核桃街監獄讓第一個在美洲研發的熱氣球成功飛行。熱氣球可以在空氣中推進，而不是像設計較簡單的熱飛行船隨風漂流。