Cuando el aire dentro de un globo aerostático se calienta, se expande. Esto se debe a que las moléculas de aire se mueven más rápido cuando se calientan y, por tanto, ocupan más espacio. A medida que el aire se expande, se vuelve menos denso que el aire más frío fuera del globo. Esta diferencia de densidad crea una fuerza llamada flotabilidad, que empuja el globo hacia arriba.

La flotabilidad es una fuerza que se ejerce sobre un objeto que está parcial o totalmente sumergido en un fluido. La magnitud de la fuerza de flotación es igual al peso del fluido que es desplazado por el objeto. En el caso de un globo aerostático, el fluido desplazado es el aire más frío fuera del globo.

Cuanto mayor sea la diferencia de densidad entre el aire dentro y fuera del globo, mayor será la fuerza de flotación. Por eso los globos aerostáticos se elevan más rápidamente cuando la diferencia de temperatura es mayor.

Además de la diferencia de densidad, la forma de un globo aerostático también contribuye a su capacidad de elevarse. El globo tiene forma de esfera, que es la forma más aerodinámica. Esto significa que el globo experimenta menos resistencia a medida que se mueve por el aire.

La combinación de flotabilidad y diseño aerodinámico permite que los globos aerostáticos se eleven hacia el cielo.