L'enveloppe est constituée de fuseaux verticaux dont le nombre peut varier de 8 à 32 (8, 12, 16, 24 ou 32). Chaque fuseau est composé de panneaux de tissu horizontaux ou verticaux. Les fuseaux sont assemblés entre eux par des sangles verticales qui forment la structure. Elles se rejoignent au sommet par l'intermédiaire d'un anneau de couronne. Le bas des sangles est relié aux câbles d'enveloppe. Des sangles horizontales anti-éclatement sont disposées à espacement régulier sur la hauteur du ballon. Le tissu utilisé est du nylon 6.6 ou du polyester. Du tissu Nomex, non inflammable est utilisé à la base du ballon sur une hauteur de 1,50m maximum.Du tissu haute résistance (HTN, Hyperlast, etc.) peut-être utilisé dans le haut du ballon au-dessus de l'équateur pour les petits ballons ou sur toute la surface pour les gros volumes. A l'anneau de couronne est fixée la corde de couronne, corde de retenue utilisée par l'équipier lors du gonflage du ballon pour empêcher le ballon de se redresser trop rapidement. L'enveloppe dispose également :

• d'un système de dégonflage, dans le haut du ballon, pour évacuer l'air chaud lors de l'atterrissage.
• de vantaux de rotation au niveau de l'équateur, pour orienter le ballon lors de l'atterrissage et atterrir toujours sur le même côté de la nacelle.
• d'un coupe-vent (écope ou scoop) ou éventuellement jupe, à la base de l'enveloppe par canaliser l'air chaud vers l'intérieur du ballon.

Pour l'évacuation de l'air chaud, différents systèmes peuvent être utilisés, réversibles ou non réversibles.

• La soupape type parachute est le système le plus courant ; une traction sur la corde de soupape permet d'ouvrir la soupape. En relâchant la corde la pression de l'air chaud referme automatiquement la soupape.

• Le système de dégonflage rapide appelé, en fonction des constructeurs, RDS (Rapid Deflation System), RDS (Rapid Deflation System) ou smartvent, etc. fonctionne en mode normal selon le même procédé que la soupape de type parachute. En fonction dégonflage rapide, une corde fixée au centre de la soupape permet d'amener la soupape à l'intérieur du ballon libérant totalement l'ouverture au sommet, une traction sur la corde d'utilisation normale de la soupape permet de refermer la soupape.

• Le “lock top” est un système de soupape de type parachute mais qui est surdimensionné. Le centre de la soupape est fixé par l'intermédiaire d'un crochet largueur à l'anneau de couronne. En utilisation normale, l'action sur la corde de soupape entrouvre les bords du parachute pour laisser s'échapper l'air chaud. En utilisation de dégonflage rapide, le crochet largueur est déverrouillé, l'action sur la corde de soupape fait tomber la soupape à l'intérieur du ballon libérant ainsi totalement l'ouverture au sommet sans aucune possibilité de la refermer.
• Le panneau de déchirure est un système de panneau mis en place dans le haut du ballon à l'aide de velcros, l'action sur la corde de déchirure décroche le panneau et libère ainsi l'air chaud sans aucune possibilité de le refermer. C'est un système qui n'est plus utilisé sur les ballons classiques.

Il existe différents types de nacelles de montgolfière, avec ou sans compartiment, carrées, rectangulaires ou même triangulaires, avec plancher bois ou tressé. La majorité des nacelles sont réalisées en rotin tressé ou rotin + osier. D'autres matériaux ont été utilisés sans succès. L'avantage du rotin ou rotin + osier permet d'amortir les chocs à l'atterrissage et de contenir les déformations, tout en garantissant un bon confort pour les passagers. La plupart des petits ballons, inférieurs à 3400m3, utilisent des nacelles non compartimentées, au-delà les nacelles sont compartimentées, avec un compartiment réservé au pilote et un ou plusieurs compartiments réservés aux passagers. Les nacelles compartimentées peuvent être en “T” ou double “T”, etc..

Nacelle compartimentée double “T”

Le brûleur a pour but de réchauffer l'air à l'intérieur du ballon. Le principe de fonctionnement d'un brûleur de montgolfière est identique au fonctionnement d'un chauffe-eau à gaz. Une veilleuse est en fonctionnement permanent et lorsque le pilote actionne la vanne principale le gaz s'enflamme au contact de la veilleuse. Le gaz est réchauffé dans le serpentin pour augmenter la détente et la vitesse des gaz. Il sort par l'intermédiaire de gicleurs ou d'une rampe de gicleurs. Un gicleur particulier, appelé “brûleur à vaches”, est directement alimenté en gaz liquide sans passer par le serpentin. Il est commandé par une vanne secondaire qui produit une flamme plus molle et moins bruyante. Le nombre de brûleurs est fonction du volume de ballon. Les petits ballons sont équipés de doubles brûleurs. Il existe des brûleurs à veilleuse en phase liquide ou en phase gazeuse. La tendance est à l'utilisation des veilleuses en phase liquide car chaque brûleur n'est plus alimenté que par une seule tuyauterie. Chaque type de veilleuse a ses avantages et ses inconvénients, le débit d'une veilleuse en phase gazeuse est réglable par le pilote par l'intermédiaire d'un détendeur et le débit de la veilleuse en phase liquide est régulé automatiquement, ce qui peut poser des problèmes à haute altitude.

Il existe différents types de réservoirs et de différentes contenances.

• Les réservoirs aluminium de type “Worthington” d'une contenance de 35 litres de gaz.
• Les réservoirs en inox, contenance 45 à 72 litres de gaz.
• Les réservoirs en titane, peu utilisés.
• Les réservoirs en composite, peu utilisés, utilisés surtout pour des vols records.

Nécessaire au gonflage à froid de l'enveloppe du ballon, les ventilateurs sont disponibles en différentes puissances, de 5,5 cv à 13 cv en fonction du volume du ballon à gonfler; 5,5 cv pour les volumes jusqu'à 2500m3; 8 cv pour les volumes compris entre 3000m3 et 4500m3; 13 cv au-delà, puis deux ventilateurs (2 x 8 cv ou 2 x 13 cv) pour les plus gros volumes.