Воздух, как и жидкость, обладает весом и давлением. На уровне моря 1 м3 воздуха весит приблизительно 1,3 кг, а атмосферное давление — около 1 бар. С увеличением высоты плотность воздуха и давление в нем резко уменьшаются.Высоту в 40—60 км, где плотность и давление воздуха уменьшаются в сотни раз, обычно считают практической границей атмосферы.
«Всякое тело, погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость» — этот закон Архимеда может быть отнесен и к воздуху. Поэтому для преодоления силы тяжести надо, чтобы летательный аппарат был очень легким и при этом вытеснял бы значительный объем воздуха. Такой аппарат можно себе представить просто в виде пустотелого шара, из которого выкачан воздух. Но на такой шар будет действовать большое атмосферное давление, и оболочка его должна быть очень прочной.
При современном уровне техники нельзя сделать оболочку одновременно и легкую и достаточно прочную. Но если шар заполнить газом более легким, чем воздух (т. е. с меньшей плотностью), то давление изнутри и снаружи шара можно уравновесить. Обычно используют водород или гелий: водород в 14, а гелий в 7 раз легче воздуха.
Первые воздушные шары заполнялись нагретым воздухом: при нагревании воздух расширяется и становится легче. Такие воздушные шары были впервые построены в конце XVIII в. во Франции братьями Монгольфье. Модель такого шара нетрудно сделать самому. Надо склеить его из долек папиросной бумаги и снизу через отверстие наполнить теплым воздухом, подержав шар, например, над костром. Шар перестанет летать, когда воздух в нем охладится.