氢气球和飞艇的发明代表了飞行器的一个重在进步。
氢气是一种无色无味的气体，它的密度最小，仅为空气的1/14.5。根据氢气的这种特点，科学家们设想把这种最轻的气体充入容器中制成气球，浮上高空。
1783年8月27日，在法国巴黎，查理教授用浸涂橡胶的丝织品首次制成了氢气球，升入高空。氢气球飘飞了约24公里后降落。由于氢气球散发出一股股浓烈的硫磺气味，所以当地的居民十分害怕，也十分厌恶，认为是恶魔。人们在天主教司祭的怂恿下，有人开枪打漏了气球，并把它绑在马尾巴后面，拖成了碎片。
在1783年12月1日，查理和他的助手罗别尔终于乘坐他们研制的氢气球顺利升入天空，以无可置疑的成功证明了胜利永远是属于科学的。他们共飞行了2个多小时，行程约40公里，达到650米的高度。当天，查理还独自乘坐氢气球进行了飞行，并达到2000米的高度，从而开创了人类历史上飞行高度的纪录。查理的氢气球的一些设计细节一直沿用到现代气球的设计上。
此后，人们对气球渐渐狂热起来，除氢气球外，又出现了氦气球。气球的用途也越来越广泛，既用于气象研究、跳伞训练、又用于投掷宣传品以及拦阻敌机等各个方面。现代气球已发展成为一种进行高空探测的重要工具，如银河外星系的γ射线、银河系中的反物质等都是首先靠气球获得的。
在1873年，人类开始了乘坐气球飞越大西洋的尝试。只是首次从纽约起飞的气球，飞离海岸不远便失败了。此后的100多年间，人们不断进行探索，试图开通这条航线，但一次次努力均告失败，留下的只是一个又一个悲壮的记录。
1978年8月17日，“飞鹰”2号气球载着3名美国飞行家本·阿布鲁佐、马克西·安德森、拉里·纽曼，经历了6天6夜的飞行，从美国的缅因州海岸出发，飞越大西洋，降落在法国巴黎西北100公里的小镇米塞雷，在经历了前人无数次的挫折和失败后完成了横渡大西洋的壮举，实现了100多年来飞行家们的梦想，同时创造了载人气球飞行距离最远和留空时间最长两项世界纪录。
而飞艇的发明是在氢气球的基础上进行的。因为使用气球在空中飞行，只能随风飘荡，无法控制它的航向，人们便开始尝试在气球上安装推进装置。由于当时还没有发明发动机，所以只能依靠人力，于是出现了早期的人力飞艇。
1784年，法国的罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇。这艘飞艇长15.6米，最大直径9.6米，气囊容积940立方米，在充满氢气后可产生9800多牛顿的升力。由于制造者认为飞艇在空气中飞行也许和鱼儿在水中游泳差不多，因此把它制成鱼形。前进的动力则是靠人力划桨。划气桨是用绸子绷在直径近2米的框上制成的。1784年7月6日，飞艇进行了首次试飞，由7个人划桨，在空中近7个小时，沿着不同方向徐徐移动了几公里。
在以后的几十年里，人们不断地提出新的设计方案，陆续进行试验，但全部都是以人力为动力。直到18世纪末蒸汽机、内燃机相继出现，才真正实现了飞艇的动力飞行。