孔明灯的原理主要基于 热空气上升原理。当孔明灯下方的燃料燃烧时，产生的热量会使灯内的空气加热，导致空气体积膨胀并上升。由于热空气的密度比周围的冷空气小，因此会产生向上的浮力。这个浮力大于孔明灯本身的重量以及灯内热空气的重量，从而使孔明灯能够飞离地面并升空。
具体来说，孔明灯的灯罩半封闭，可以聚集热量，进一步增强浮力。灯内空气受热后，热空气从灯孔排出，外部冷空气则从下方补充，形成持续的浮力。当孔明灯上升到一定高度后，其重力与浮力达到平衡，此时孔明灯将保持稳定状态。
需要注意的是，孔明灯的升空原理与热气球相似，都是利用热空气的浮力使物体升空。然而，孔明灯由于材料轻便，产生的升力可能不足以支撑其重量，因此在放飞时存在一定的安全隐患，需注意周围环境，避免对高压供电设备、通信设施、山林及建筑等造成威胁。