Baloanele se mai numeau aerostate, astăzi ele sunt considerate o categorie din grupa mare a aerostatelor, pe lângă grupa dirijabilelor.
Aerul cald (sau gazul) care umple învelișul impermeabil al balonului creează, conform principiului lui Arhimede, o forță ascensională care poate fi redată de expresia:
F
=
1
,
3
g
/
l
⋅
9.81
N
/
k
g
⋅
60
l
=
0
,
8
N
{\displaystyle F=1,3~g/l\cdot 9.81~N/kg\cdot 60~l=0,8~N}
Pentru ca balonul să se ridice de la pământ sau să urce în atmosferă, această forță ascensională trebuie să fie mai mare decât suma greutăților componentelor balonului (nacelă, balast, învelitoare și încărcătură utilă).
În cazul baloanelor cu gaz, astăzi, se folosește de obicei amestecul de heliu cu aer, în loc de amestecul hidrogen cu aer. Dintre motivele pentru care se face această alegere, două sunt următoarele: masa unui metru cub de hidrogen este de 1,203 kg, comparativ cu doar 1,114 kg pentru heliu, iar în plus, de la accidentul dirijabilului german LZ 129 Hindenburg, hidrogenul (flamabil) a căpătat o reputație nefavorabilă.
Unul din primii pioneri ai zborului cu balonul a fost fizicianul francez Jacques Charles. Acesta a experimentat diferite amestecuri de gaze, reușind la 1 decembrie 1783 să efectueze în Paris un zbor cu un balon umplut cu gaz.
În același an, la data de 4 iunie Joseph-Michel și Jacques-Étienne Montgolfier zboară cu primul balon cu aer cald din lume.
În 1784 Johann Andreas von Traitteur experimentează cu un balon cu aer cald, iar James Glaisher și Henry Tracey Coxwell ating înălțimea de 9.000 de metri de cu un balon al Institutului de metereologie din Greenwich.