用热空气作为浮升气体的气球。在气囊底部有供冷空气加热用的大开口和吊篮。空气加热后密度减小，温度达100℃时密度约为0.95kg/m3，是空气的1/1.3，因此升空不高。现代热气球在吊篮中安装有简单的飞行仪表、燃料罐和喷灯等设备。从地面升空时，点燃喷灯，将空气加热后从气囊底部开口处充入气囊。升空飞行后，控制喷灯的喷油量操纵气球的上升或下降。热气球出现得早，现今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。此外，热气球还常用于航空摄影和航空旅游。
压力仓
环球飞行的飞行员们住在一个密封性能的压力仓中，压力仓提供了适宜的温度、压力和空气环境，这与普通热气球上的大筐不可同日而语。例外的是，热气球孤胆英雄、美国人福塞特1997年以来所作的3次以“独立”命名的环球飞行未使用压力仓，为此他要忍受十几千米高空中零下20℃以下的低温，并且始终需要佩戴面罩进行呼吸。
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。
仪器
高度计：高度指示计；升降速度表：显示上升和下降速度；温度计：指示球囊内的空气温度。
燃烧器
燃烧器是热气球的心脏，用比一般家庭煤气炉大150倍的能量燃烧压缩气，点火燃烧器是主燃烧器的火种。一直保持火种，即使被风吹，也不会熄灭。另外，热气球上有两个燃烧系统以防备空中出现的故障。