Een heteluchtballon is een soort vliegtuig. Hij wordt opgelaten door de lucht in de ballon te verhitten, meestal met vuur. Hete lucht weegt minder dan hetzelfde volume koude lucht (het heeft een lagere dichtheid), wat betekent dat hete lucht zal opstijgen of zweven als er koude lucht omheen zit, net als een luchtbel in een pot met water. Hoe groter het verschil tussen de warme en de koude lucht, hoe groter het verschil in dichtheid, en hoe sterker de ballon zal optrekken. Dit betekent dat ballonnen meer gewicht kunnen dragen op een koude dag, of als de lucht in de ballon erg warm is. Bij een hogere temperatuur bewegen de luchtmoleculen sneller. Hierdoor verspreiden de moleculen zich en daarom is warme lucht minder dicht dan koelere lucht.