最早的气球是热气球，它的发明可以追溯到古代。在中国公元前2世纪，一本名为《淮南子》的书记载了用热空气升空的灯笼，这些灯笼被称为云灯、飞灯、天灯、升灯、孔明灯等。只要在气球中充入一定量的氢气或氦气，气球的浮力就可以大于气球的总重量，就可以升空。热气球中充满了空气，需要加热以降低气球中的空气密度，其中一部分空气膨胀并排出。当气球的浮力大于气球外壳和里面空气的总重量时，气球就可以升空了。
谢吾月天友之邀！先回顾一下物体的浮沉条件浸没在液体(或气体)里的物体，如果受到的浮力大于受到的重力，物体上浮如果受到的浮力等于受到的重力，物体悬浮如果受到的浮力小于受到的重力，物体下沉。气球都是通过充入密度小于空气的密度的气体，使气球受到的浮力大于气球受到的重力而升空的。最早的气球是热气球，热气球的发明可以追溯到古代，我国公元前2世纪淮南子一书就记载由利用热空气升空的灯笼，叫云灯飞灯天灯扬灯孔明灯等。
通常作为节日的娱乐活动，据说诸葛亮曾用来传递军事信号。可载人的热气球是1783年由法国的蒙特哥菲尔兄弟发明的，同年法国的夏勒尔制作出了氢气球，但氢气球容易着火，后改用氦气，使气球变得安全可靠。热气球充入的是空气需加热使气球中的空气密度减小，其中空气膨胀排出一部分，当气球受到的浮力大于气球壳体和其中空气的总重时，气球才可升空。
氢气的密度为0.09kg/m(0和标准大气压，下同)，氦气的密度为0.18kg/m，空气的密度为1.29 kg/m，可以看出氢气和氦气的密度低于空气的密度。只要在气球中充入一定量的氢气或氦气，气球的浮力就可以大于气球的总重量，就可以升空。在题主提出的氧气和二氧化碳的话题上，虽然氧气的密度是1.43kg/m，二氧化碳的密度是1.98kg/m，氧气的密度小于二氧化碳的密度，但是它们是混合在一起的，包括空气是多种气体的混合物。
