Le lanterne volanti sfruttano il principio di Archimede, secondo il quale un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l'alto pari al peso del fluido spostato: basta dunque riempire il pallone di un gas più leggero dell'aria per farlo salire nell'atmosfera.
L'aria calda è appunto più leggera, perché scaldandosi si espande e in uno stesso spazio ce ne sta di meno. Per scaldarla, basta prendere una torcia sotto l'imboccatura della lanterna: man mano che l'aria all'interno si riscalda, il pallone sale, e quando la torcia si spegne il pallone scende. Purtroppo non c'era modo di controllare la traiettoria di una lanterna volante ne di farle trasportare dei passeggeri, o anche solo dei pesi.