L'aria calda aumenta e l'aria fredda cade perché le molecole di aria fredda sono densamente raggruppate insieme, rendendole più pesanti, e le molecole di aria calda hanno più spazio tra loro, rendendole abbastanza calde da salire. È per questo motivo che le mongolfiere si muovono verso l'alto. Oltre alla temperatura che influenza la densità dell'aria, l'umidità gioca un ruolo.
Quando l'aria si riscalda, assorbe energia dal calore. Questa energia forza le molecole a parte, rendendole meno dense. Quando l'aria fredda più pesante affonda a terra, spinge l'aria calda verso l'alto. L'aria calda inizia a salire fino a raggiungere un'area in cui la densità corrisponde al suo. La pressione della terra ha anche un ruolo nel forzarla verso l'alto.
È possibile osservare questo principio quando si alza una mongolfiera. Quando l'aria calda riempie il pallone, diventa più leggero dell'aria nell'ambiente circostante. Quando l'aria si raffredda, torna di nuovo a terra.
Quando l'ambiente che circonda l'aria è umido, è più leggero di quando è asciutto. Questo perché l'acqua sposta l'azoto e l'ossigeno, che sono entrambi pesanti. Come tale, il tipo di aria più pesante è freddo e secco. Quando l'aria calda e umida sale, alla fine si raffredda per formare una nuvola. Poiché quest'aria è pesante, inizia a cadere sotto forma di pioggia.
