I palloncini si sgonfiano quando il gas fuoriesce da essi. Un palloncino pieno di elio perde più rapidamente di un pieno d'aria, perché gli atomi di elio sono estremamente piccoli e scivolano attraverso i pori microscopici nella gomma di lattice.
I palloncini più leggeri dell'aria galleggiano per la stessa ragione per cui una bottiglia di plastica vuota galleggia nell'acqua, spostamento. Qualsiasi oggetto posto in un fluido, un liquido o un gas, sposta una quantità di quel fluido uguale al suo volume, cioè, letteralmente spinge via il fluido in tutte le direzioni. Se l'oggetto pesa meno dello stesso volume di liquido, galleggia verso l'alto attraverso il fluido fino a raggiungere la superficie. Questo principio è noto come galleggiabilità.
Le ridotte dimensioni dell'elio spiegano perché è più leggero dell'aria. L'atomo di elio contiene solo due protoni, due neutroni e due elettroni, che danno all'elio un peso atomico di 4 rispetto a quello dell'azoto 14 e dell'ossigeno 16. (L'azoto e l'ossigeno costituiscono il 99 percento dell'atmosfera terrestre.) Per ciascuno di questi gas, tuttavia , un dato volume contiene approssimativamente lo stesso numero di atomi. Un litro di elio pesa solo 0,1785 grammi, contro 1,2506 grammi per litro di azoto.
I pori in gomma di lattice variano in dimensioni, a seconda delle tolleranze di produzione. I palloncini "ad elio" presentano pori più piccoli rispetto ai tradizionali palloncini di gomma.
