Varm luft er mindre tæt end kold luft. Dette skyldes, at molekylerne af varm luft bevæger sig hurtigere end molekylerne af kold luft, så de er mere spredt ud. Jo mindre tæt luften er, jo mere flydende er den. Det betyder, at luftballoner kan svæve i luften, fordi de er mindre tætte end den omgivende luft.
Mængden af opdrift, som en varmluftballon oplever, bestemmes af forskellen i temperatur mellem luften inde i ballonen og luften uden for ballonen. Jo større temperaturforskellen er, jo mere flydende vil ballonen være.
Luftballoner kan også flyttes af vinden. Vinden er luftens bevægelse. Hvis vinden blæser, kan den skubbe en luftballon i en bestemt retning.
Piloten af en varmluftballon kan styre ballonens retning ved at ændre temperaturen på luften inde i ballonen. Ved at opvarme luften inde i ballonen kan piloten øge ballonens opdrift og få den til at stige. Ved at afkøle luften inde i ballonen kan piloten mindske ballonens opdrift og få den til at falde ned. Piloten kan også bruge vinden til at hjælpe med at styre ballonens retning.