Volgens het principe van Archimedes is de drijvende kracht op een voorwerp in een vloeistof gelijk aan het gewicht van de vloeistof die door het voorwerp wordt verplaatst. Om een ​​ballon te laten drijven, moet de drijvende kracht groter zijn dan het gewicht van de ballon en de inhoud ervan.

Wanneer een ballon gevuld wordt met helium, verplaatst het helium lucht, die zwaarder is dan helium. Hierdoor ontstaat er een verschil in dichtheid tussen de ballon en de omringende lucht, wat resulteert in een netto opwaartse kracht waardoor de ballon gaat zweven.

Als een ballon met een vacuüm is gevuld, is er geen gas in de ballon dat de lucht kan verdringen. Dit betekent dat de dichtheid van de ballon en de inhoud ervan groter is dan de dichtheid van de omringende lucht, wat resulteert in een netto neerwaartse kracht die ervoor zorgt dat de ballon zinkt.