熱気球（ねつききゅう）とは、飛行するための道具である気球の一種。暖めた空気により浮力を得て飛行する。
熱気球は、球皮（エンベロープ）と呼ばれる袋の中の空気を下部に取り付けたバーナー等で熱し、外気との比重の違いにより発生する浮力により上昇する。乗員は通常球皮の下に取り付けられたゴンドラ（バスケット）に乗る。一部ハーネス等でパラグライダーのように吊った状態で飛行する物もある。
バーナーからの熱の調整による上昇、下降のみ可能であり、風のほかに飛行船のような自力の推進力は持たない。風の向きと強さは高度によって異なるため、進みたい方向の風を見つけて高度を調節する。熱気球の上部には中の空気を抜くための弁がある。弁には各種構造があるが、一般的なものではパラシュートと呼ばれる円形に縫製された布によって内圧で塞がれている。排気を行う場合は排気弁、通常リップラインと呼ばれる紐を引く事によってパラシュートを引き下げ、排気する。排気弁には本来大きく分けて2種類の名称がある。ダンプとリップである。ダンプは上空で飛行中使用することを目的とし、リップは最終排気を行うための物である。前述のパラシュート形式の弁の場合、この両方の機能を併せ持っているために操作索はリップラインと呼ばれる。
熱源となるバーナーの燃料はLPGを使用しており、飛行時間にもよるが、一度のフライトで一般家庭が使用する約1～2ヶ月分のLPGを消費する。その他にも特殊フライトをする機体では別の燃料を使用する事例もある。
熱気球の飛行は、その地域を管轄する空港との調整が必要である。航空路や、管制圏等を避けたエリアに対して飛行可能であるエリアや高度が決められる。飛行可能となるエリアはノータムとして申請し、一般の他の航空機に対しても公示される。一部の空港に近接した地域では、離陸前および着陸後に空港へ連絡する必要がある場合もある。
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