孔明灯上升的主要原理是加热灯内空气，使灯内空气密度减小，从而使灯内气体重力减小，进而灯的总重力小于所受的浮力，于是孔明灯就会上升。
气体的浮力产生原因跟液体浮力产生原因一样。从宏观上看，都可以认为是由物体上、下表面受到气体的压力差产生的浮力。平时所说大气压强是指在同一高度处的大气压强，并且在高度变化不大时，由于大气压强的变化很小，可以忽略不计，因此一般就不考虑这种压强差的存在，但在讨论气体的浮力时，这种压强差就不能忽略。计算公式仍然用F＝ρgV，其中ρ是气体的密度，V是物体排开气体的体积。也可用压力差法求气体浮力，F浮=下表面受压力-上表面受压力。