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热气球是利用加热的空气或某些气体比如氢气或氦气的密度低于气球外的空气密度以产生浮力飞行。热气球主要通过自带的机载加热器来调整气囊中空气的温度，从而达到控制气球升降的目的。热气球的基本原理是热胀冷缩。当空气受热膨胀后，比重会变轻而向上升起。
热气球的构成
热气球，更严格的讲应叫做密封热气球，由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球皮是由强化尼龙制成的（有的热气球是由涤纶制成的）。尽管它的质量很轻，但却极结实，球囊是不透气的。
体积
标准的热气球的体积分为几个级别：七级球体积为2000-- 2400立方米；八级球体积为2400-3000立方米；九级球体积为3000--4000立方米；十级球体积为4000--6000立方米；异型球，目前国内唯一一只熊猫热气球，球体积为2300立方米。
热气球的唯一飞行动力是风。对于环球飞行的热气球来说， 必须选择速度和方向都合适的高空气流，并随之运动，才能高效地完成飞行。就象作环球旅行时需要不停地换飞机一样，热气球需要搭乘不同的气流，“换气流”时飞行员所要作的就是调整高度，热气球的高度通常要达到十几千米。
影响热气球环球飞行的最大因素就是气候。每年的12月和1月，北半球高空流的流速达到一年中的峰值，最快可达每小时400公里，所以飞行者们通常选择冬季作环球尝试飞行。