L’enveloppe d’une montgolfière est constituée de panneaux de nylon enduit, cousus entre eux et bordés de sangles verticales et horizontales. Le graphisme y est rapporté en surépaisseur ou intégré (enveloppe plus légère). Les volumes courants : de 1 500 m3 (1 à 2 occupants)  jusqu’à 12 000 m3 (25 occupants). Les enveloppes des ballons de compétition sont de petite taille et plus effilées pour monter et descendre très vite. Les enveloppes de club sont de taille moyenne (1800 à 3000 m3). Les enveloppes des entreprises de transport aérien sont plus grandes (4 500 à 12 000 m3). Le haut de l’enveloppe est en tissu plus lourd mais plus résistant (hyperlast). Il existe des enveloppes de forme (animaux, objets), plus nombreuses aux USA.

Le vieillissement de l’enveloppe est provoqué par son exposition à la chaleur, aux rayons ultra violets et aux contraintes mécaniques. Il se manifeste par une consommation accrue de propane, due à la porosité. L’ancienneté se compte en heures de vol. Un thermomètre fixé dans le haut de l’enveloppe avertit le pilote de toute surchauffe.