Khi không khí được làm nóng, nó sẽ tăng thể tích, tăng áp suất hoặc cả hai, tùy thuộc vào điều kiện. Không khí bao gồm một số loại khí khác nhau, đáng chú ý nhất là nitơ, oxy và carbon dioxide, nhưng khí cụ thể tham gia không quan trọng. Tất cả các chất khí đều hoạt động giống nhau khi nhiệt độ tăng lên như nhau, miễn là các điều kiện khác cũng giống hệt nhau.
Không khí nở ra hay tăng áp suất phụ thuộc vào việc nó có bị hạn chế giãn nở theo bất kỳ cách nào hay không. Không khí nở ra cũng giảm tỷ trọng. Một bình kín chứa không khí khi bị nung nóng không thể tăng thể tích nên chỉ tăng áp suất. Về mặt lý thuyết, trong tình huống không bị hạn chế, không khí chỉ nở ra khi bị nung nóng, nhưng trên thực tế, vì ngay cả các khối khí xung quanh cũng cung cấp một số lực cản, nên sự gia tăng nhiệt độ luôn tạo ra ít nhất một sự tăng nhẹ áp suất. Một ví dụ quan trọng hơn về việc tăng cả thể tích và áp suất là một quả bóng cao su. Làm nóng không khí trong một quả bóng bay làm tăng cả áp suất và thể tích, vì trong khi quả bóng có tính đàn hồi và giãn nở, nó cũng tạo ra một số lực cản đối với sự giãn nở đó.
Phương trình cơ bản về cách một chất khí hoặc hỗn hợp khí hoạt động khi bị nung nóng là PV = nRT, trong đó P = áp suất, V = thể tích, n = số mol phân tử khí, R là hằng số khí lý tưởng và T = nhiệt độ.
