世界上最古老的“熱氣球”是孔明燈，它出現在古代中國。它至少有1000年的歷史。在那個時候，人們用竹篾綁成方框，然后在上面貼紙來做燈籠。然后他們點燃下面托盤上的松節油，上升的煙霧會把燈籠升到空中。這種紙燈用于軍事聯絡，又稱孔明燈。它在人民中廣泛傳播。到目前為止，孔明登的飛行活動仍在繼續，但其意義在過去已不再用于交流，而是成為一種祈福許愿的民俗，成為中國傳統文化的一部分。
與今天的熱氣球相比，孔明燈的工作原理非常相似：當空氣被加熱和膨脹時，密度會變小，從而推動物體上升。可見，孔明登是最原始的熱氣球。然而，孔明燈不能載人。
可以載人駕駛的熱氣球的發明者是法國的蒙菲爾兄弟。當燃燒物體時，會冒出滾滾濃煙，在火上烤的衣服可以被火發出的熱氣提起來，這啟發了熱氣球的想法。
早在1782年，蒙格費爾兄弟開始制作熱氣球。從1782年到1783年上半年，他們制作了幾個氣球模型用于發射試驗。1783年6月，孟戈菲兄弟用亞麻和制作了一個800立方米的熱氣球，氣球下面燃燒的是稻草，這樣熱氣球就可以起飛了。他們認為濃煙有助于氣球起飛，并在稻草上特別添加了一些濕布和腐肉。濃煙彌漫氣球后，氣球升空近公里，飛離2000米遠。
同年9月19日，兄弟倆在法國國王和大臣面前，將一個直徑為12米、高度為26米、由亞麻漆布制成的1400立方米熱氣球升到500米的高空。氣球在空中飛行了8分鐘4000米，然后降落在巴黎郊區。這一次的飛行為人類乘坐熱氣球起飛樹立起了非常大的信心。
1783年11月21日，蒙格費爾兄弟將他們精心制作的2200立方米的熱氣球放入巴黎市中心，并邀請了兩個法國青年乘坐。氣球升空1000米，飛行25分鐘，飛行10公里，創造了人類歷史上的第一次。這次飛行比萊特兄弟的飛機早了120年。
在蒙菲爾兄弟研究熱氣球的同時，法國物理學家雅克·查爾斯也在研究氫氣球。1783年8月27日,查爾斯釋放氫氣氣球直徑近四米。它飛行了45分鐘，在25公里外漂浮并著陸。1783年12月1日，查爾斯親自駕駛他的氫氣球和M.N.羅伯特。他們飛行了兩個小時，飛行了36公里。熱氣球和氫氣球的連續載人飛行成功地創造了人類在氣球中起飛的歷史。
1785年6月5日，j.f.p.Rozier，第一批人類發射物之一，和一家制造商聯合開發了一種熱氣和氫氣混合氣球。不幸的是，在第一次試飛中，氣球在空中著火并墜毀，導致羅茲爾死亡。現代飛行中使用的混合氣球被命名為“羅齊爾氣球”，以紀念這位勇敢的先驅。
走向現代應用
在其發明170多年后，由于材料和燃料的原因，熱氣球很難普及。直到1956年4月15日，安全氣囊的加熱問題才最終得到解決。當天，美國人詹姆斯·康托在裝有新丙烷燃燒器的熱氣球上成功飛行了26分鐘。后來，氣球材料被美國軍用降落傘采用尼龍布，重量輕，強度高。新型燃料和球形材料為熱氣球的發展提供了廣闊的前景。
1960年10月21日，第一個現代材料熱氣球(稱為現代氣球)在美國成功飛行。現代熱氣球的出現極大地促進了熱氣球的應用和普及。1966年，第一個現代熱氣球出現在歐洲。此后，該活動迅速普及。
1973年，第一屆世界熱氣球錦標賽在美國新墨西哥城舉行。從那時起，比賽每兩年在世界各地舉行一次。國際航空聯合會也有不同類型和水平的熱氣球飛行的世界紀錄，如起飛高度、持續時間、飛行距離等。
