熱氣球最早由中國人發明，稱為天燈或孔明燈，約在公元二世紀或三世紀被發明，被用來傳遞軍事信號。知名學者李約瑟也指出，1241年蒙古人曾經在李格尼茲（Liegnitz）戰役中使用過龍形天燈傳遞信號。而歐洲人到了1783年才向空中釋放第一個內充熱空氣的氣球。

十八世紀，法國造紙商孟格菲兄弟在歐洲重新發明了熱氣球。他們受碎紙屑在火爐中不斷升起的啟發，用紙袋把熱氣聚集起來做實驗，使紙袋能夠隨著氣流不斷上升。1783年6月4日，孟格菲兄弟在里昂安諾內廣場做公開表演，一個圓周為110英尺的模擬氣球升起，飄然飛行了1.5英里。同年9月19日，在巴黎凡爾賽宮前，孟格菲兄弟為國王、王后、宮庭大臣及13萬巴黎市民進行了熱氣球的升空表演。同年11月21日下午，孟格菲兄弟又在巴黎穆埃特堡進行了世界上第一次載人空中航行，熱氣球飛行了25分鐘，在飛越半個巴黎之後降落在義大利廣場附近。這次飛行比萊特兄弟的飛機飛行早了整整120年。在充氣氣球方面，法國的羅伯特兄弟是最先乘充滿氫氣的氣球飛上天空的。