Отец Жозефа по меркам провинциального городка был человеком состоятельным, он владел небольшой бумажной фабрикой и поэтому смог дать своим детям хорошее образование.
Жозеф с детства отличался любознательностью и тягой к знаниям. Особенно его увлекали точные науки — математика, физика и химия, в изучении которых он весьма преуспел. С особым интересом он ставил простейшие физические опыты, пытаясь постичь суть происходивших при этом процессов. Со временем к нему присоединился и младший брат.
После смерти отца братья унаследовали успешно работающую фабрику и смогли тратить на свои опыты и эксперименты значительные суммы, что они и стали делать. А заинтересовала братьев возможность подняться в воздух. Они преследовали не только научный, но и практический интерес — возможность быстро перемещаться на значительные расстояния.
Сначала братья попытались наполнить сделанный из холста большой шар паром от кипящей воды. Шар раздулся, но лететь не захотел, так как пар стал быстро остывать и осаждаться на внутренней поверхности шара водяными каплями. Естественно, что размокший и значительно потяжелевший шар взлететь не смог.
Увлечение химией помогло братьям поставить другой эксперимент. Они попытались наполнить шар водородом, для чего в большой бочке залили металлические опилки серной кислотой, а выделившийся при химической реакции газ по трубкам направили под оболочку шара. Братья рассчитывали, что водород (тогда его называли летучим газом), который значительно легче воздуха, сможет заставить шар взлететь.
Они были на правильном пути, но создать герметичную оболочку для шара не смогли. Водород моментально проходил сквозь ткань шара. Попытки оклеивать матерчатый шар бумагой или делать его только из бумаги, результата не дали. Эти шары также не могли удержать водород.
Мысль наполнить шар горячим воздухом пришла Жозефу, а натолкнул его на эту идею дым, поднимающийся над костром. Попытка оказалась удачной. Первый же небольшой бумажный мешок, наполненный горячим дымом, устремился вверх.
Об экспериментах братьев стало известно горожанам, и они попросили Жозефа и Этьена Монгольфье продемонстрировать им летающий мешок.
Первый публичный полет воздушного шара состоялся 5 июня 1783 года. Подготовленный братьями шар только отдаленно напоминал современные летательные аппараты. Это был большой матерчатый шар, проклеенный для плотности бумагой. На середине на шаре был укреплен дополнительный матерчатый пояс, от которого спускались вниз веревки, за них предполагалось удерживать шар при наполнении дымом. Вся конструкция получилась большой, громоздкой и весила более 200 кг.
Разложив в специально устроенном очаге костер, братья и их добровольные помощники разместили над ним горловину шара, который стал быстро наполняться горячим воздухом и вскоре уже рвался в небо. Веревки отпустили, и одиннадцатиметровый шар, на боку которого было написано на латыни «К ЗВЕЗДАМ», устремился ввысь.
День выдался безветренный, и шар, хотя и поднялся довольно-таки высоко, вскоре плавно опустился примерно за километр от места старта. Демонстрация первого полета воздушного шара прошла более чем успешно. С этого дня Жозеф и Этьен Монгольфье навсегда вписали свои имена в историю покорения неба.
Изобретением братьев заинтересовались в Париже. Король Людовик XVI поручил Академии наук пригласить братьев Монгольфье в столицу для демонстрации своего удивительного шара. Любопытно, что практически за несколько дней, когда посыльные только ехали к братьям, произошло повторное открытие возможности создания летучего шара. Пока братья готовились к приезду в Париж, Академия поручила физику Жаку Шарлю подготовить обоснованное мнение по поводу изготовления и полета на воздушном шаре.
Удивительно, но Шарль пошел тем же путем, что и братья. Он предположил, что шар можно наполнить водородом, и даже подготовил соответствующие расчеты. О возможности использовать горячий воздух он не догадался. Так как братья Монгольфье долго не могли добраться до Парижа, Шарль решил сам произвести опыт с шаром, наполненным водородом. Но он оказался дальновиднее братьев и пропитал оболочку небольшого шелкового шара (примерно 4 метра в диаметре) раствором каучука. В последующем открытый им способ изготовления оболочки шара использовался до середины ХХ века.
В августе 1783 года Шарль провел в Париже первый полет изобретенного им шара. Наполненный водородом шар стремительно взлетел к облакам. Но затем случилось что-то непонятное: шар исчез, а на землю опустилась его лопнувшая оболочка. К тому времени ученые уже знали, что с высотой воздух становится менее плотным. Давление внутри шара, оставаясь постоянным, просто на определенной высоте разорвало его оболочку.
Шарль снова засел за расчеты, но к этому времени в Париж приехали братья Монгольфье. Они привезли с собой новый шар, названный ими монгольфьером. Шар был значительно усовершенствован, а главное, под ним была закреплена легкая корзина из ивовых прутьев. Братья предполагали рискнуть и взлететь, но парижские ученые их отговорили, мотивируя это тем, что сердце человека может не выдержать быстрого подъема в высоту.
Для начала решили отправить в полет животных. Когда шар начали готовить к полету, удивление парижских ученых вызвала простота найденного братьями решения — горячий воздух. А для поддержания подъемной силы шара в полете братья, после наполнения шара горячим воздухом, прикрепили под горловиной небольшую жаровню с углями.
19 сентября 1783 года на большой поляне перед Версальским дворцом на глазах огромной толпы народа шар, под которым в корзине сидели баран, утка и петух, взмыл в небо. Впервые живые существа поднялись к облакам. Полет прошел успешно, и пассажиры воздушного шара живыми и здоровыми вернулись на землю.
Вскоре первый подъем на шаре- правда, он был привязан длинной веревкой к земле — совершили Этьен Монгольфье и Пилатр де Розье. А уже 21 ноября 1783 года состоялся первый настоящий полет людей на воздушном шаре. Пилатр де Розье и маркиз д’Арланд поднялись в воздух, приветствуя парижан с высоты птичьего полета. Путь в небо был окончательно открыт.
Жозеф-Мишель Монгольфье не успокоился на изобретении воздушного шара. Он продолжал экспериментировать и на следующий год предложил проект первого парашюта. В годы французской революции он переехал в Париж, работал администратором Консерватории искусств и ремесел, был членом совещательного бюро по искусствам и мануфактурам.
Скончался Жозеф-Мишель Монгольфье 26 июня 1810 года. Но имя создателя первого воздушного шара навсегда останется в истории воздухоплавания.