Montée
 
La force qui s'exerce sur le ballon est due à la poussée d'Archimède. Si le ballon a une masse totale (masse de l'enveloppe + masse du gaz qu'il contient) inférieure à la masse de l'air correspond au volume du ballon, le ballon subira une poussée vers le haut. Cette force est proportionnelle au volume de l'enveloppe, donc au cube du diamètre. Augmenter le diamètre de 10% équivaut à multiplier la force ascensionnelle de 33%.
Sur la courbe ci-contre, on voit qu'une augmentation du diamètre de 0,1 m n'a pas la même influence selon le diamètre initial. Pour le diamètre de 1,7m (standard dans le cas présent) une incertitude de 5% produit une variation de 10% de la vitesse de montée.
Les facteurs qui peuvent influer légérement sur la vitesse de montée sont l'altitude du lieu d'envol, la température de l'air et la pression atmosphérique au sol.
 
Une autre cause importante de variation de la vitesse de montée est la forme de l'enveloppe qui détermine la résistance de l'air par le coefficient de trainée du ballon et par la surface de son profil vu de dessus. Ces deux facteurs peuvent varier nettement d'une marque à l'autre mais aussi d'un exemplaire à un autre.
 
En montant, le ballon est soumis à une pression atmosphérique qui diminue, la masse volumique de l'air diminue également. La force ascensionnelle et la vitesse de montée diminuerait aussi si le ballon n'était pas élastique. En se dilatant son volume augmente et la force ascensionnelle est stabilisée, c'est la raison pour laquelle la vitesse de montée est à peu près constante. La résistance de l'air, directement proportionnelle à la masse volumique de l'air, diminue également pour cette raison lorsque l'altitude augmente.
 
La vitesse de montée varie parfois brutalement au niveau de la tropopause, altitude à laquelle la température de l'air cesse de diminuer et commence même à remonter un peu.  
 
Deux raisons pourraient l'expliquer :
- la température du gaz à l'intérieur de l'enveloppe est supérieure à celle de l'air ambiant tant que celle-ci diminue avec l'altitude, cette différence de température induisant une diminution relative de la masse volumique du gaz. A la tropopause cette différence disparaît lorsque la température de l'air cesse de diminuer.