1. De lucht verwarmen: Wanneer het vuur in de ballon wordt aangestoken, verwarmt het de lucht die gevangen zit in het omhulsel van de ballon. Naarmate lucht wordt verwarmd, stijgt de temperatuur en neemt de dichtheid af. Dit betekent dat de hete lucht in de ballon minder dicht wordt dan de koelere lucht buiten.

2. Drijfkracht: Drijfvermogen is een opwaartse kracht die door een vloeistof (in dit geval lucht) wordt uitgeoefend op een voorwerp dat daarin is ondergedompeld. De grootte van de opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht van de vloeistof die door het object wordt verplaatst. In het geval van een heteluchtballon verdringt de hete lucht in de envelop de koelere lucht naar buiten. De drijvende kracht die op de ballon inwerkt, is groter dan de neerwaartse zwaartekracht die de ballon naar beneden trekt.

3. Opstijging van de ballon: Terwijl de hete lucht in de ballon opstijgt, zet deze uit, waardoor de ballon verder wordt opgeblazen. Het grotere volume hete lucht in de ballon vergroot de algehele drijfkracht, waardoor de ballon nog hoger stijgt.

4. Voortdurend verwarmen: De piloot van de heteluchtballon kan de temperatuur van de lucht in de ballon regelen door de brander te regelen. Door de warmte-inbreng aan te passen kan de piloot een gewenste hoogte aanhouden of een gecontroleerde stijging of daling bereiken.

Samenvattend is het het principe van het drijfvermogen, waarbij warme lucht minder dicht is en een grotere opwaartse kracht ervaart dan koelere lucht, ervoor zorgt dat een heteluchtballon opstijgt wanneer er vuur onder wordt aangestoken.