A densidade do ar diminui à medida que a altitude aumenta. Isto significa que há menos ar por unidade de volume em altitudes mais elevadas. A pressão do ar também diminui à medida que a altitude aumenta, o que significa que o peso do ar acima de um determinado ponto diminui à medida que a altitude aumenta. Essa diminuição de peso faz com que o ar se expanda e se torne menos denso.

A razão pela qual há mais ar perto da superfície é porque a gravidade da Terra puxa o ar em direção ao solo. O ar é comprimido pelo peso do ar acima dele, o que o torna mais denso. O ar mais denso tem menos probabilidade de subir, por isso fica mais próximo da superfície.

A densidade do ar também depende da temperatura. O ar quente é menos denso que o ar frio, por isso sobe. É por isso que os balões de ar quente sobem. O ar dentro do balão é aquecido, o que o torna menos denso que o ar circundante. Essa diferença de densidade faz com que o balão suba.