Khí cầu mặt trời là một loại khí cầu chỉ chứa không khí nhưng có vỏ đặc biệt có thể hấp thụ bức xạ điện từ từ không gian. Nhiệt năng hấp thụ được làm tăng nhiệt độ và thể tích đồng thời giảm khối lượng riêng của không khí bên trong. Lực đẩy Ác-si-mét sẽ nâng khí cầu này bay lên giống như khí cầu khí nóng.Khí cầu mặt trời có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng, thời gian bay lâu dài, dễ chế tạo.