Materiałami używanymi do budowy montgolfier były papier, płótno lub jedwab. Do ogrzewania powietrza w montgolfierze używano płomieni ogniska, z czego wynikał jej mały udźwig i niewielki zasięg. Renesans balonów na ogrzane powietrze nastąpił w latach 60. XX w., kiedy do ogrzewania powietrza zaczęto używać palników zasilanych propanem.
Fizyczna zasada działania Zgodnie z prawem Archimedesa siła nośna balonu jest równa:
gdzie: V – objętość balonu (może być mniejsza, gdy balon nie jest całkowicie wypełniony) ρ – gęstość gazu (np. powietrza) g – przyspieszenie ziemskie
Siła ta jest równoważona przez wagę samego balonu oraz jego ładunku. Należy zwrócić uwagę na to, że siła nośna balonu zmienia się z wysokością, gdyż z wysokością zmienia się gęstość powietrza. Jeżeli weźmiemy pod uwagę temperaturę T na zewnątrz i wewnątrz balonu, to zgodnie z równaniem Clapeyrona dla tego samego ciśnienia (dla balonu otwartego – ten sam gaz wewnątrz i na zewnątrz):
skąd: