热气球的始祖，被公认为是中国的天灯（Sky lantern，或称为孔明灯）。相传在三国时代，四川平乐古镇为军事要地。当时蜀汉丞相诸葛亮的军队被曹魏权臣司马懿的军队困于平阳。天无绝人之路，能掐会算的诸葛亮灵机一动，想出一条妙计。他算准了风向，用千张白纸，制作成无数个灯笼，再利用烟雾向上的引力，将一个个的小灯笼升上了天空，它们被风吹动着，朝一个方向移动着。军营内的士兵们故意高声呐喊：“诸葛亮突围啦！”对方阵营中的司马懿果然信以为真，带着军队，向天灯的方向拚命地追赶，诸葛亮才得以逃脱。
为了纪念这一历史事件，后人称这种灯笼为孔明灯。在元宵节、中秋节等重大节日，人们会亲手在孔明灯上写下祝福的心愿，然后将灯笼向天空放飞，作为祈福之用。
据英国的汉学家李约瑟（原名Noel Joseph Terence Montgomery Needham）记载，蒙古军队曾经对孔明灯有过认真的研究。在公元1241年，蒙古人与波兰人进行的莱格尼察（Battle of Legnica，也称列格尼卡）战役中，使用过龙形天灯传递信号，这是西方世界第一次认识孔明灯。
在天空中飞翔，一直是人类的梦想。之后，欧洲人也对孔明灯产生了浓厚的兴趣，设想能不能通过它把人类带上天空。
在1783年，法国造纸商孟格菲兄弟 （Montgolfier brothers）运用孔明灯的原理，发明了热气球。他们用纸袋把热气聚集起来做实验，使纸袋能够随着气流不断上升。1783年6月4日，他们在里昂的安诺内（Annonay）广场做了公开表演，一个圆周为110英尺（约100.58尺）的模拟气球升起，在空中飞行了1.5英里（约2.41公里）。
同年9月19日，孟格菲兄弟在凡尔赛宫前进行了热气球的升空表演，观摩人员有法国国王、王后、王宫大臣及13万巴黎市民。孟格菲兄弟还第一次将一只公鸡、一只鸭和一只绵羊放在热气球上进行测试。选择这三种动物，是因为羊的生理状态跟人类接近，鸭子能够飞行，公鸡则作为参照物。
同年11月21日下午，法国物理教师、航空学先驱之一的让-弗朗索瓦·皮拉特尔·德·罗齐耶（Jean-François Pilâtre de Rozier），乘坐孟格菲兄弟的热气球，在巴黎的米埃特堡（Château de la Muette，直译为犬舍城堡）进行了人类历史上第一次载人空中飞行。热气球升空1000米，飞行了25分钟，飞行了10公里，之后降落在该市的意大利广场（Place d'Italie）附近。这次飞行，比莱特兄弟（Wright brothers）研制的飞机飞行早了120年，创造了历史。
1960年10月21日，第一个现代材料的热气球在美国飞行成功，极大地促进了热气球的发展和普及。1966年，第一个现代热气球出现在欧洲，使热气球迅速得到推广。1973年，第一届世界热气球锦标赛在美国新墨西哥城举行。此后，每两年在世界各地举行一次比赛。
热气球由气囊、加热空气的燃烧器、运载人或物品的篮子组成。燃烧器点火时，火焰高度可达2至3米。乘坐热气球的最佳时间是在日出或日落前一两个小时，因为这段时间的气流非常稳定。强风和大雾，都不利于热气球的飞行。
现在，乘坐热气球飞行已经成为了受欢迎的新兴旅游项目，在很多国家都有此旅游项目。游客们可以体验在空中飞翔的感觉，同时也可以俯瞰脚下的山川河流和名胜古迹，蔚为壮观。
热气球现在也被用于气象观测和军事用途等等。
中国古老的灯笼，成为了西方热气球设计的灵感来源，并对后世的科技发展和生活的变革起到了重大的推动作用。传统文化的传播，也带来了科技的飞越。
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