热气球的原型最早由三国时期诸葛亮发明，当年，诸葛孔明被司马懿围困于阳平，无法派兵出城求救。
孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼称为天灯或孔明灯，约在公元二世纪或三世纪被发明，被用来传递军事信号。
十八世纪，法国造纸商孟格菲兄弟在欧洲重新发明了热气球。
他们受碎纸屑在火炉中不断升起的启发，用纸袋把热气聚集起来做实验，使纸袋能够随着气流不断上升。
1783年6月4日，孟格菲兄弟在里昂安诺内广场做公开表演，一个圆周为110英尺的模拟气球升起，飘然飞行了
1.5英里。
如果在无风的天气，气球只能上下漂浮。
在人们能明显感觉到的风天，高空和低空风速、风向都会有差别。
在近地面，受地形、建筑物影响，风向都会有所改变，风速也会明显减小。
在一般人们认为"无风"的天气中局部空气垂直对流也会影响近地表层局部的不同方向的空气运动，往往早晨或傍晚从地面向空中，可能每几米或十几米都可能有明显的风向变化，有的甚至风向相反。
气球飞行员就是根据大气的这一现象来改变气球的飞行方向的。
飞行员在空中通过气球与地面的相对运动，体验各个高度层的不同方向，然后操纵气球升或降至自己所需要的风向那一高度，并保持在这一风层飞行，便可达到自己要飞往某个目标的目的。
因此，气球不但可以升降飞行，也可以在空中改变方向，沿着一定的"航线"飞行。
这就要借助风的速度和方向。
空气加热后密度减小，温度达100°C时密度约为0.95kg一立方米，是空气的1比
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。
热气球出现得最早，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。