Wenn man sie in den Himmel fliegen sieht, scheint es keine Grenzen zu geben, wie hoch ein Heliumballon fliegen kann. In Wirklichkeit gibt es zwei Hauptbeschränkungen:die Festigkeit des Ballonmaterials und das Archimedes-Prinzip. Beim Aufsteigen eines Ballons sinkt der Druck der umgebenden Luft, während sich das Helium im Inneren ausdehnt. Spielzeugballons platzen bei etwa 10 km, während professionelle Wetterballons eine Höhe von 30 km erreichen.
Die ultimative Grenze wird durch das Archimedes-Prinzip festgelegt, das besagt, dass Ballons aufhören zu steigen, sobald ihre Dichte der umgebenden Luft entspricht. Es besteht also keine Chance, dass Ballons in das Vakuum des Weltraums eindringen. Im Jahr 2002 jedoch stieg ein Heliumballon, der von Dr. Takamasa Yamagami und Kollegen am Institute of Space and Astronautical Science gebaut wurde, auf 53 km auf – auf halbem Weg zum offiziellen Rand des Weltraums.