Kuumailmapallot toimivat tieteellisellä perusperiaatteella, jonka mukaan kuumailma nousee. Monet harrastavat ilmapalloilua urheiluna, ja jotkut nauttivat siitä myös rentouttavana vapaa -ajan aktiviteettina. Yleisesti ottaen kuumailmapallot ovat melko turvallisia ja varmasti turvallisempia kuin jotkut ilmailumuotot.
Ennen kuumailmapallojen turvallisuuden tutkimista voi auttaa ymmärtämään niiden toimintaa. Jokaisessa ilmapallossa on suuri laukku, jota kutsutaan kirjekuoreksi ja joka on kiinnitetty tukevaan gondoliin tai korikoriin. Riittävän nostokyvyn saavuttamiseksi pussin ilmaa lämmitetään liekin avulla. Kun ilma lämpenee, ilmapallo nousee. Ohjaaja voi hallita nousua avaamalla venttiilin päästämään ilmaa pois, jolloin ilmapallo putoaa uudelleen. Kun lento on ohi, lentäjä päästää hitaasti ulos tarpeeksi ilmaa, jotta ilmapallo voi pudota maahan.
Kuumailmapallot kulkevat tuulen mukana riippuliitojen ja leijojen tavoin. Lentäjät voivat jonkin verran hallita suuntaa korkeutensa kautta, koska eri ilmavirrat kulkevat eri suuntiin. Yleensä lentäjät valitsevat lentämisen aikaisin aamulla, koska tuulen nopeus on edelleen alhainen. Matala tuulen nopeus tekee kuumailmapalloilla ajamisen paljon turvallisemmaksi ja lennot ovat nautinnollisempia, koska ilmapallo ajautuu varovasti sen sijaan, että se puskisi mukana.
Sää on kuumailmapallojen turvallisuuden tärkein huolenaihe. Voimakkaat tuulet ja äärimmäiset sääolosuhteet, kuten räntä ja lumi, voivat olla erittäin vaarallisia. Kokenut lentäjä ei lennä näissä olosuhteissa. Hyvät lentäjät tarkistavat myös aina varusteet ennen lennon aloittamista, ja heillä on usein turvallisuussyistä polttoainesäiliöitä ja muita tarpeettomia laitteita.
Yleensä lentäjien, jotka haluavat lentää kuumailmapalloja, on hankittava lentäjän lupa. Tämä vaatimus vaihtelee eri maissa, mutta monissa maissa on erityisiä kursseja ja kokeita, jotka lentäjien on suoritettava tällaisten lentokoneiden käsittelemiseksi. Yksityisen lisenssin avulla lentäjä voi lentää muutaman ystävän kanssa, kun taas kaupallinen lisenssi sallii lentäjän lentää suurempia ilmapalloja ja saada taloudellista korvausta ajastaan.
Ilmapallolennot voivat olla hauskoja, ja ne ovat erittäin turvallisia niin kauan kuin matkustajat noudattavat lentäjän ohjeita. Ihmiset, jotka kokevat huimausta tai korkeuden pelkoa, saattavat kuitenkin haluta ohittaa kokemuksen.