В 1785 Пилатр де Розье для перелёта через Ла-Манш построил аэростат особой конструкции, т. н. «розьер». С 1794 для наблюдения за полем боя стали использоваться ПА, имевшие шаровидную форму и поднимавшиеся на двух канатах на высоту до 500 м. СА использовались для развлекательных и научных целей.
Демонстрации полёта СА без людей («шарльера») в России впервые состоялись в Петербурге – 24 ноября 1783 года и Москве – 19 марта 1784 года. Первые полёты с человеком были осуществлены Ж- Гарнереном 20 июня и 18 июля 1803 года в Петербурге и 20 сентября 1803 года в Москве. В 1804 году, летом Петербургской АН был организован полёт академика Я.Д. Захарова и фламандского физика и воздухоплавателя Э. Робертсона. Во время этого полёта на высоте 2500 м впервые проводились аэрологические наблюдения.
16 сентября 1804 года, французский физик Ж- Гей-Люссак поднялся на СА на высоту 7 км. С 1823 года для наполнения СА, кроме водорода, стал применяться более дешёвый светильный газ, что способствовало значит, увеличению числа полётов в Европе и США. В 1861 — 66 годах, в Великобритании на СА проводились систематические метеорологические наблюдения. В 1875 году, Г. Тиссандье поднялся на СА на высоту 8,6 км, применяя кислородные подушки.
Большой вклад в развитие воздухоплавания внёс Д.И. Менделеев, внедривший (1874—75) в практику полётов аэростата высотомер высокой точности и выдвинувший идею стратостата с герметичной кабиной. Пионером аэрологии в России был акад. М.А. Рыкачёв. С 1868 года, он совершал полёты на СА, на которых устанавливались психрометр, анероид и термометры. Учитывая сложность и высокую стоимость полётов с людьми, профессор М.М. Поморцев предложил применять небольшие шары-зонды для замера скорости ветра на высотах. В 1892 году, в Германии был осуществлён запуск первого шара-зонда, т. е. небольшого аэростата, снабжённого самопишущими приборами для замера температуры и давления.
Военное применение СА началось в 1849 во время войны Италии против Австрии за независимость. Австрийцы для бомбардировки Венеции применили небольшие тепловые СА (объёмом 82 м3) с подвешенными к ним зажигательными и разрывными бомбами. ПА применялись во время Гражданской войны в США в 1861—65 годах.
Французский воздухоплаватель А. Жиффар в 1867 построил ПА объёмом 5 тыс. м3 , а для Парижской выставки 1878—ПА сферической формы объёмом 25 тыс. м3 и выс. 55 м, в гондоле которого на высоте 500 м поднималось 40 пасс. ПА и СА применялись во время франко-прусской войны 1870—71 годов. При осаде прусскими войсками Парижа за 4 мес блокады на 66 СА объёмом 1000—2000 м3, из Парижа было отправлено около 3 млн. писем и более 150 пассажиров, причём обратная связь осуществлялась при помощи голубей, вывозимых на аэростах. Во время Парижской коммуны СА применялись для разбрасывания листовок. Англичане использовали ПА в колониальных войнах 1885 году и в войне с бурами 1899—1902 годов. Япония применяла ПА с 1891 года, сначала в войне с Китаем, а позднее против русских войск в боях под Порт-Артуром.