Im Jahr 1783 gelang der entscheidende Durchbruch mit der wissenschaftlichen Erkenntnis, dass warme Luft nach oben steigt und demnach ein leichtes Gas darstellt. Festgestellt wurde diese Tatsache von den Gebrüdern Montgolfiere im südfranzösischen Provinzstädtchen Annonay bei Lyon. Sie besaßen als Inhaber einer großen Papierfabrik ausreichende Finanzmittel, um Versuche mit Warmluftballons durchzuführen. Sie entwarfen große Leinenpapierballone, die mittels eines qualmenden Strohfeuers aufgeheizt wurden und sich in die Luft erhoben.

Da man sich in Paris von einem kleinen Provinzstädtchen nicht die Schau stehlen lassen wollte, experimentierte dort Prof. Charles mit wasserstoffgefüllten, gummierten Baumwollballonen. Noch im selben Jahr konnte Charles vor etwa 100000 staunenden Zuschauern seine "Gasblase" vorführen. Nach den Brüdern Montgolfiere werden heutige Heißluftballone auch "Montgolfieren" genannt, zu Ehren von Prof. Charles heißen Gasballone "Charlieren".

Die ersten Passagiere waren ein Hahn, eine Ente und ein Hammel. Man war gespannt, ob und wie diese Tiere die Reise durch die Luft überstehen würden. Gegner und Befürworter entwickelten die kompliziertesten, aber durchaus ernstgemeinten Theorien über die Gefährlichkeit höherer Luftschichten. Nach der Landung hatte der Hahn einen gebrochenen Flügel, und es entspann sich sofort eine erhitzte Debatte über die Ursache. Eine Regierungskommission untersuchte diesen Vorfall, und man kam schließlich zu der Überzeugung, dass der Hammel bei der Landung vor lauter Aufregung dem Federvieh auf den Flügel getreten hatte. Damit war der Weg endlich frei für den Aufstieg mit menschlichen Passagieren.

 Man wählte zu lebenslanger Haft verurteilte Strafgefangene aus, doch dann wollte man dieses Ereignis doch lieber honorigen Adeligen überlassen. So stiegen am 21. November 1783 Pilatre de Rozier und der Marquis D´Arlandes als erste Menschen mit einem Heißluftballon der Montgolfiers auf.

Auch Prof. Charles wollte mit seiner Gasblase nicht abseits stehen und erreichte einige Tage später, beim ersten bemannten Aufstieg mit seinem Gasballon, nachweislich eine Höhe von 3000 m.

Früheres Ballonmaterial hatte seine Tücken, und die Geschichte der Ballonfahrt ist gespickt mit spektakulären Unfällen. So bestand das Hüllenmaterial der kunstvoll geschmückten Montgolfieren aus leinenverstärktem Papier und war extrem feuergefährdet. Da man damals noch den Auftrieb mit Hilfe eines qualmenden Strohfeuers erzeugte, ist so manches stolze "Luftschloss" ein Opfer der Flammen geworden.

Aus diesen Gründen verschwanden die Montgolfieren recht bald wieder von der Bildfläche. Erst durch moderne Textilien mit Kunststoffbeschichtung und die Anwendung von hochenergetischen Flüssiggasen wurde dem Heißluftballon Ende der 60er Jahre eine ungeahnte Renaissance zuteil.

Die Gasballone, die sich nur unwesentlich von den heutigen Gasballonen unterscheiden, überdauerten die Zeiten.