La pesée d'un dirigeable se fait comme celle d'un sous-marin. Il s'agit d'équilibrer dans l'air, en réglant respectivement la pression des ballonnets d'air situés à l'avant et à l'arrière de la carcasse. Ensuite, on peut rendre le dirigeable, plus léger ou plus lourd en délestant ou en "soupapant" les ballonnets d'air intérieurs. Quand le dirigeable s'élève, la pression atmosphérique baisse et le gaz se dilate. des soupapes automatiques s'ouvrent pour faire partir de l'air des ballonnets; à la montée, le ballonnet avant est seul ouvert, le ballonnet arrière alourdi fait pivoter le nez du dirigeable. A la descente, l'air est chassé dans le ballonnet arrière, le nez plonge.

Tous les types de dirigeables sont conçus autour d'une enceinte légère contenant un gaz plus léger que l'air qui lui procure une force portante équilibrant le poids de l'engin selon le principe d'Archimède. Il n'existe que 5 corps purs qui soient beaucoup plus légers que l'air;

l'hydrogène, l'hélium, la vapeur d'eau, l'ammoniaque et le méthane.

L'hélium est le gaz le plus intéressant pour cette technologie. Ce gaz est peu abondant sur la terre. Il est monoatomique, c'est à dire qu'il ne forme pas de liaison chimique, on ne trouve pas de molécules d'hélium. IL est incolore et inodore. C'est le corps le plus difficile à liquéfier. 90% de ce gaz a été formé lors du Big-Bang, au démarrage de l' univers. L'autre 10% se forme au coeur des étoiles. On trouve l'hélium en quantité infime , emprisonné dans la croûte terrestre. L'hélium est un gaz tellement léger qu'il ne subit pas l'attraction terrestre et ne reste pas dans notre atmosphère. Jusqu'à la seconde guerre mondiale, l'hélium n'était pas commercialisé et était jalousement protégé par les américains. A cette époque de tension, les allemands qui étaient en avance sur la technique des dirigeables n'ont pu utiliser ce gaz.

On retrouve l'hélium dans certaines poches de gaz naturel. On liquéfie (sous pression à basse température) le gaz naturel. Comme l'hélium ne se liquéfie pas lors de cette opération, on le récupère à l'état gazeux. On l'utilise l'hélium dans les tubes luminescents, dans les ballons, les dirigeables.

Pour observer et étudier commodément les phénomènes aérodynamiques, on utilise une soufflerie qui substitue l'écoulement de l'air autour de la maquette (modèle réduit du dirigeable ) et étudie le mouvement de celui-ci. On exprime ainsi mathématiquement les forces et les moments aérodynamiques tels que la traînée, la dérive, la portance, le roulis qui fait tourner l'engin autour de son axe, le tangage qui fait piquer ou cabrer et  le lacet qui fait tourner.

Le système aérostatique doit compenser les variations de portance ou de charge embarquées de manière à maintenir l'équilibre; les variations de cet équilibre proviennent de 3 causes. L'évolution de la température qui modifie la portance de l'hélium, la consommation de carburant et la variation de la charge utile. De nombreuses solutions techniques permettent de les compenser. embarquement ou largage d'eau ou de sable, récupération de l'eau contenue dans les gaz d'échappement, compression d'air basse pression, condensation de l'eau atmosphérique, chauffage de l'air des ballonnets...