热气上升、冷气下沉主要由气体热胀冷缩特性及密度差异导致，以下从不同角度阐释：
• 微观角度：气体由分子构成，温度升高时，分子热运动加剧，振动幅度加大，分子间距增大，导致气体膨胀，相同质量下体积变大，密度变小。而温度降低时，分子热运动减弱，间距缩小，气体收缩，密度变大。例如，给气球加热，内部气体膨胀，气球变大。
• 密度角度：根据阿基米德原理，物体在流体中受向上浮力，大小等于排开流体重力。热气密度小于周围冷空气，相当于较轻物体置于较重流体中，会受到向上浮力，从而上升。就像木头密度小于水，会浮在水面。相反，冷气密度大，在周围热空气浮力作用下下沉。
• 压力角度：热空气膨胀，单位面积空气分子撞击次数和力度增加，形成较高气压；冷空气收缩，气压较低。在气压差作用下，热空气会从高压区向低压区流动，即上升，冷空气则向热空气下方流动，表现为下沉。比如，空调制冷时，吹出的冷空气下沉，使室内下方先凉爽。
