En varmluftsballong er et lettere enn luftfartøy som består av en ballong full av oppvarmet luft med en kurv under. Luften oppvarmes i de fleste tilfeller med en åpen flamme.
En varm ballong er et fly som bruker oppvarmet luft som oppdrift. Varmluft er fanget i en stor pose kjent som en konvolutt. De første luftballongene ble brukt i Kina som en metode for signalering mellom soldater under kriger.
Den største delen av ballongen er konvolutten. Dette er en stor pose som oftest er laget av nylon som er fylt med oppvarmet luft. Konvolutten ser vanligvis ut som en invertert teardrop, men de kan gjøres i en rekke former og brukes ofte av bedrifter for reklame og markedsføring. Kurven henger under konvolutten og bærer passasjerene sammen med noe brennstoff som trengs for brenneren over. Brenneren brenner brennstoff, normalt propan og butan, for å varme luften i konvolutten. Piloten kan bruke brenneren til å oppnå høyde. For å miste høyde har noen ballonger store åpninger øverst, som kan åpnes for å tillate at noen av hetluften unnslipper. Varmluftsballonger er forskjellige fra andre flytere enn luften, som blimper, da de ikke er forseglet i bunnen og bruker oppvarmet luft for oppdrift.
De Montgolfier-brødrene ble interessert i ballongflyging etter å ha sett på klær som bølget over en åpen flamme. De demonstrerte først ballongflyvning sommeren 1783. Flyet ble ikke bemannet, men i stedet hadde et sau, en and og en hane som passasjerer. Den første untethered og bemannede flyet var senere i 1783. Flyet varer i 25 minutter og passasjerene reiste omtrent fem miles. Nyhetene spredte seg raskt om Montgolfier-brødrene, og mange mennesker rundt om i verden ble interessert.
Montgolfier stil ballonger bruker bare oppdrift av oppvarmet luft, men det er hybride ballonger. Disse hybridboblene får oppdrift fra varm luft og også fra lettere enn luftgasser som hydrogen eller helium. Ved oppdagelsen av helium og hydrogen ble luftballongdannelsen mindre populær. Disse nye ballongene kan holde seg i luften på ubestemt tid og kunne nå utrolig høye høyder. De blir kalt Rozière ballonger etter oppfinneren Jean-François Pilâtre de Rozier.
Ed Yost designet og laget en ballong som kunne bære sin egen varmekilde og drivstoff. Dette vil tillate ballongen å fly lenger og lenger enn før. Yost hadde sin første vellykkede flytur i 1960. Dette er den vanligste typen luftballong som nå brukes over hele verden.