L'air chaud monte parce qu'il est moins dense que l'air froid. La densité est une mesure de la quantité de matière contenue dans un espace donné. Plus il y a de matière dans un espace donné, plus il est dense. L'air est constitué de minuscules particules appelées molécules. Lorsque l’air est chauffé, les molécules se déplacent plus rapidement et se dispersent, occupant ainsi plus de place. Cela signifie que la densité de l'air diminue.

L’air chaud étant moins dense que l’air froid, il monte. C'est pourquoi les montgolfières flottent. L’air à l’intérieur du ballon est chauffé, ce qui le rend moins dense que l’air à l’extérieur du ballon. Cette différence de densité crée une force de poussée qui pousse le ballon vers le haut.

Le même principe s’applique aux conditions météorologiques. L'air chaud s'élève de la surface de la Terre, créant des zones de basse pression. L’air froid coule, créant des zones de haute pression. Le mouvement de l’air des zones de haute pression vers les zones de basse pression crée du vent.