Bracia Joseph i Etienne Montgolfier byli właścicielami fabryki produkującej papier w Annonay. Jeden z nich zauważył, że papier woskowany nie przepuszcza rozgrzanego powietrza. Dla pogłębienia wiedzy, rozpoczęli próby z papierowymi balonikami.
5 czerwca 1783 roku bracia wypuścili publicznie pierwszy większy balon wykonany z papieru, który miał średnicę 12 metrów. Start odbył się z rynku w Annonay. Ich balon przeleciał odległość 2336 metrów, a unosił się na wysokości 1800 metrów.
19 września tego samego roku, bracia zademonstrowali większy balon w Paryżu w obecności króla, jego dworu oraz zgromadzonych ludzi. W koszu, który był przyczepiony do balonu, umieścili barana, koguta i kaczkę. Po ośmiominutowym locie i przebyciu 2,5 kilometra pierwsi powietrzni „pasażerowie” wylądowali.
Balony autorstwa braci Montgolfier, wykonane z jedwabiu, miały u dołu otwór. Przed startem pod otworem zapalano papier, a wnętrze balonu napełniano ogrzanym powietrzem. Dzięki temu balon unosił się, a źródło ciepła pozostawało na ziemi.
Następne projekty wykonywane były z tkaniny lnianej, wyklejonej papierem. Napełniane były dymem z ogniska, na którym palono trawę i drobne drewno. Ciężar takiego balonu, który wzniósł się w pierwszy lot, wynosił 317 kilogramów.
Obaj bracia zostali honorowymi członkami Akademii Francuskiej i otrzymali szlachectwo.
21 listopada 1783 roku na balonie Montgolfiera po raz pierwszy wznieśli się ludzie – Pilatre de Rozier i d’Arlandes. W 30 minut przelecieli nad Paryżem, używając do tego balonu o ulepszonej konstrukcji. Źródło siły wznoszenia umieszczono w gondoli. Wpłynęło to na zwiększenie wysokości lotu i odległości, ale stanowiło to też niebezpieczeństwo. Powłoka balonu w każdej chwili mogła spłonąć. Na szczęście podczas pierwszego lotu nie doszło do nieszczęścia. Wydarzenie to weszło do historii aeronautyki.
Balon braci Montgolfier występuje w grze Tomb Raider III Gold: The Lost Artefact w poziomie Reunion.