Osnovni princip koji se koristi u letenju toplozračnim balonima je aerostatika (topli zrak koji postaje lakši od preostalog zraka se podiže uvis). Kako bi se topli zrak zadržao, koristi se ovoj sašiven od poliestera i poliamida. Materijal je prevučen poliuretanom kako bi bio nepropustan. Ovoj je naknadno posebno pojačan mrežom traka kako bi izdržao i najveća opterećenja.

Košara za smještaj putnika najtradicionalniji je dio balona. Pletena od bambusova ili vrbova pruća pokazala se tijekom dva stoljeća nenadmašnom. No ipak, i ona je doživjela prepravke u svrhu povećanja sigurnosti i smanjenja težine. Ovješena je ispod ovoja pomoću užadi pletenih od nehrđajučeg čelika, a gornji rub napravljen je opletanjem čelične cijevi. Zadaća te cijevi je da košaru učini otpornom na gnječenje i pri najgrubljim slijetanjima.

Kako se toplina zraka pomalo se gubi, za nastavak leta potrebno je zrak u balonu naknadno zagrijavati što se izvodi izgaranjem plina (propan ili mješavina s butanom) iz boca posebne izrade. Plinski plamenik se nalazi iznad košare, na dohvat ruku pilota. Ventil plamenika najvažniji je upravljački uređaj u balonu.

Zagrijavanjem zraka balon se diže, a puštanjem da se hladi balon se spušta.

Dok plovi zrakom, osnovna vještina pilota je osjećaj za pravu mjeru zagrijavanja zraka u kupoli. Da bi što preciznije letio, pilotu za vrijeme leta pomažu i instrumenti: altimetar, koji pokazije visinu na kojoj se balon nalazi i variometar, koji prikazuje trenutnu brzinu penjanja ili spuštanja balona.
Za kretanje u željenom smjeru, balonom se upravlja hvatajući zračne struje na različitim visinama. Nema načina za izravno skretanje lijevo ili desno!
Leteći balonom ne zna se gdje će točno završiti let - to svakom letu daje "miris" avanture.

Nakon slijetanja otvara se ventil na vrhu balona koji ima oblik padobrančića i ispušta se topli zrak. Platneni dio balona sprema se u torbu. Za povratak kući potreban je prijevoz za balon i posadu. Najčešće je to automobil s prikolicom.

Veći dio godine balon može letjeti ujutro ili predvečer, a ponekad ovisno o vremenu i tijekom dana. Balon ne može letjeti po kiši i jačem vjetru.
Konačnu odluku "letjeti ili ne" donosi pilot ovisno o trenutnim vremenskim (ne)prilikama.