Ένα μπαλόνι είναι ελαστικός δοχείο που διατηρεί το σχήμα του μέσω υπέρβαρεσης από αέριο φουσκώσεως. Τα μπαλόνια μπορούν να είναι βαρύτερα, ίσα ή ελαφριότερα από τον αέρα, ανάλογα με το είδος αερίου και το βάρος τους.
Από που τους αδελφούς Montgolfier πέταξαν το πρώτο ανθρώπινο μπαλόνι το 1783, διάφορα αέρινα στοιχεία έχουν φουσκώσει μπαλόνια όλων των τύπων και μεγεθών. Σήμερα, τρία στοιχειώδη αέρια κυριαρχούν: αέρας (ένωση οξυγόνου και αζώτου), ήλιο και υδρογόνο.
Για να ανύψωση ένα μπαλόνι με αέρα, πρέπει να είναι πιο καυτός από τον περιβάλλοντα αέρα. Το πρωτότυπο Montgolfier ήταν τύπου θερμού αέρα. Όταν παρατήρησαν ένα κομμάτι σβέσματος να ανεβαίνει από φωτιά, συμπέρασαν σωστά ότι το σβέσμα μεταφέρεται προς τα πάνω από τον ζεστό αέρα.
Σήμερα, τα μπαλόνια θερμού αέρα χρησιμοποιούν καυστήρες προπάνθης κάτω από την τσέπη για να ζεσταίνουν τον αέρα μέσα στο μπαλόνι πάνω από 150 φαρενάιτ (65 Κελσίου). Ο ρυθμισμός των καυστήρων επιτρέπει την άνοδο, την πτήση με τις ρεύσεις και την κάθοδο καθώς ο αέρας ψύχεται ή αερίζεται.
Το υδρογόνο είναι πολύ εύφλεκτο στοιχείο, το ελαφρύτερο στο σύμπαν. Η παραγωγή περιλαμβadece ηλεκτρική διάσπαση των στοιχείων του νερού για να παράγει ελεύθερο υδρογόνο και οξυγόνο. Το υδρογόνο ανεβαίνει πάνω από το οξυγόνο και συλλέγεται σε ξεχωριστό δοχείο.
Αν και οι πυρκαγιές υδρογόνου έχουν προκαλέσει εκπληκτικά ατυχήματα μπαλόνιων przez αιώνες, το αέριο χρησιμοποιείται σήμερα όχι μόνο για ελεύθερα μπαλόνια, αλλά και για χαταχρηστικά μετεωρολογικά μπαλόνια. Επειδή το υδρογόνο δεν είναι εύφλεκτο εκτός αν μολυνθεί με αέρα, οι μπαλονιέρας προσέχουν πολύ να διατηρούν καθαρό το υδρογόνο στα σκάφη τους κατά τη φουσκώση και την πτήση.
Το υδρογόνο είναι σχετικά φθηνό, οπότε εύκολο να αντικατασταθεί όταν αερίζεται. Όταν ένας μπαλονιέρας θέλει να κατεβεί, αερίζει το υδρογόνο και το μπαλόνι χάνει άνοση. Όταν προσγειώνεται, ανοίγει ένα μεγάλο πάνελ ρήξης και όλο το υδρογόνο φεύγει.
Σήμερα, όλα τα ανθρώπινα αεροσκάφη (blimps) και τα περισσότερα ελεύθερα μπαλόνια χρησιμοποιούν ήλιο. Ο ήλιος είναι ακριβότερο αέριο άνοσης σε σχέση με το υδρογόνο, γιατί δεν είναι τόσο άφθονο. Ωστόσο, έχει το πλεονέκτημα ότι είναι πλήρως εύθραυστο· δεν καίει ούτε φθείρει άλλο υλικό.
Το αμερικανικό ναυτικό άρχισε να πετάει blimps γεμιστά με ήλιο τη δεκαετία του 1920· από τότε, όλα τα αεροσκάφη στις ΗΠΑ πετάνε αποκλειστικά με ήλιο. Το κόστος του ηλίου αντιπροσωπεύει σημαντικό μέρος της δαπάνης για τη λειτουργία αεροσκαφών. Γι' αυτό οι τελεστές αποφεύγουν την αερισμός του αερίου όσο το δυνατόν περισσότερο.
