Balon helium adalah segala jenis balon yang menggunakan helium sebagai gas utama untuk membuatnya tetap tinggi. Balon yang ditambatkan adalah apa yang kebanyakan orang pikirkan ketika mereka memikirkan balon helium, yang merupakan balon berukuran pesta yang lebih kecil yang diikat dengan tali untuk mengapung sebagai hiasan.
Balon helium mengapung di udara karena gas di dalamnya lebih ringan daripada udara di luar. Ketika satu gas lebih ringan dari yang lain, ia cenderung mengapung di atasnya. Anda dapat menganggap balon yang melayang di udara mirip dengan botol plastik berisi udara di genangan air. Karena udara di dalam botol lebih ringan daripada air itu sendiri, ia mengapung ke atas, bahkan jika Anda memasukkannya jauh ke dalam air. Dengan cara yang sama, balon helium akan melayang ke atas udara yang lebih berat. Kecepatan di mana botol udara mengapung ke atas air ditentukan oleh perbedaan densitasnya, yang cukup ekstrim: satu liter air memiliki berat 1kg, satu liter udara memiliki berat 1g.
Balon helium tidak mengapung sekuat botol udara di bawah air, karena perbedaan densitas antara helium dan udara sedikit lebih kecil. Satu liter helium memiliki berat sekitar 0.18 gram, sedangkan satu liter udara memiliki berat sekitar 1.25 gram, tergantung pada komposisi tepatnya. Itu perbedaan mutlak yang cukup kecil, sehingga jika kita mengisi botol plastik kita yang sama dengan helium, botol itu tidak akan mengapung di udara, karena botol itu sendiri akan lebih berat daripada perbedaan antara gas. Balon helium, bagaimanapun, beratnya hampir tidak ada, karena mereka adalah potongan plastik yang sangat tipis. Ini berarti bahwa balon yang cukup kecil pun akan mengapung.
Saat balon helium menjadi lebih besar, mereka mampu membawa lebih banyak dan lebih banyak berat. Karena volumenya meningkat pada tingkat yang lebih besar daripada luas permukaannya, jika Anda membuat balon yang cukup besar, Anda sebenarnya dapat mulai membawa orang dan kendaraan. Zeppelin bekerja berdasarkan prinsip ini, tetapi mereka harus cukup besar untuk dapat mengangkut penumpang dan untuk mengimbangi peningkatan berat kulit dan bingkai yang lebih tebal yang mereka miliki sebagai balon mereka. Untuk memberikan gambaran tentang bagaimana ukuran mempengaruhinya, rata-rata balon pesta dengan diameter satu kaki (30cm) dapat membawa berat sekitar 14 gram. Sebuah balon besar, dengan diameter enam kaki (1.8m) dapat membawa sekitar tujuh pon (3.1kg). Dan balon yang benar-benar raksasa, dengan diameter 100′ (30m) dapat mengangkut lebih dari 16 ton (15,000kg).
Balon helium mulai mendapat perhatian pada ukuran yang lebih besar ini, sebagai kendaraan yang memungkinkan untuk perjalanan udara jarak jauh. Di masa lalu, ada beberapa perhatian yang diberikan pada zeppelin dan balon udara ini. Sayangnya, beberapa dari mereka mengandalkan gas hidrogen daripada helium, karena hidrogen memiliki berat kurang dari setengah berat helium, sehingga lebih efisien sebagai gas untuk mengapungkan sejumlah besar berat. Namun, kelemahannya adalah hidrogen sangat mudah terbakar. Setelah hidrogen yang digunakan mengakibatkan bencana besar, orang-orang berhenti mempercayai zeppelin sepenuhnya, meskipun helium sebenarnya tidak mudah terbakar sama sekali.