Братьям принадлежит первый успех в воздухоплавании — они подняли в воздух изготовленный из бумаги шар с отверстием внизу, наполняя шар горячими газами легче воздуха, пока их температура была ещё достаточно высока. В основе эксперимента лежала ошибочная идея о том, что от горения особой смеси из шерсти и соломы образуется «электрический дым», способный поднять наполненное им лёгкое тело. Впоследствии Соссюр опроверг её, подняв шар нагреванием заключённого в нём воздуха с помощью введения в отверстие шара раскалённой железной полосы.
Первый публичный опыт Монгольфье произвели 5 июня1783 года с шаром из холста, оклеенным обоями с принадлежащей их семье фабрики. Шар имел около 12 метров в поперечнике, за 10 минут взлетел с грузом около 200 кг на значительную высоту и опустился на расстоянии 1,2 км от места подъёма. Жак Шарль решился наполнить шар водородом и этим значительно продвинул вперёд дело воздухоплавания. Шары, наполняемые тёплым воздухом, получили название монгольфьеров, а водородом — шарльеров. Первый шарльер поднялся с Марсова поля в Париже27 августа 1783 года. Через три четверти часа после поднятия шар опустился в 20 км от Парижа. Все эти опыты были произведены с шарами, не имевшими никаких живых пассажиров.
19 сентября того же года братья Монгольфье запустили в Версале шар, в корзине которого находились баран, петух и утка. На значительной высоте шар прорвался, но спустился настолько плавно, что животные не пострадали.
Наконец, 21 ноября 1783 года впервые поднялись и благополучно спустились на монгольфьере люди: учёный-химик Жан-Франсуа Пилатр де Розье и офицер королевской гвардии, маркиз Франсуа Лоран д’Арланд[1]. Произошло это в западном пригороде Парижа. Из замка под названием де ла Мюэт воздухоплаватели на шаре, наполненном горячим воздухом, поднялись на высоту 915 метров и, пролетев расстояние в 9 километров, плавно приземлились на открытой местности, недалеко от дороги на Фонтенбло. Полёт продлился 25 минут.