通常充满氦气或氢气、甲烷（在某些特殊情况下），释放在海拔18千米至37千米。2002年，一个名为BU60-1的气球曾达到了创纪录的53千米海拔高度。气球操作简单易行，不需要发动机或燃料，并且故障风险非常小。气球结构也非常简单，在塑料袋里填充一些气体。其运行完全依赖于自然力：浮力用于抬升，风控制方向，重力控制下降。

平流层科学试验气球是一种用于科学研究的独特工具。只有气球才能长时间停留在平流层中，因为对于轨道卫星来说平流层太低，而火箭探测则因穿越速度太快而无法获取有意义的数据。有些气球比足球场还要大，能够将2吨重的有效载荷抬升到40千米的高度。

平流层科学实验气球主要用来研究大气及其化学和动力学，也是天文学家和生物学家极其有价值的研究平台。科学家们使用气球进行了广泛的实验，科学有效载荷重量可能从几百克到几吨不等，气球既可能在只有数百米的低空也可能在高达40千米的高空运行。另一个关键参数是飞行时间，有时几个小时就足够了，但是有时科学家需要气球在高空停留数月来满足所需的结果。

平流层气球主要有三种类型：①平流层零压气球。其囊体下面有一个或多个开口，在高空停留不超过几天。②红外热气球。从平流层零压气球衍生而来，其升力由太阳辐射和地球红外辐射加热空气提供，能够进行长时间飞行。③超压气球。它是密封的，囊体非常结实，适合于长时间飞行。