Les opérations de montgolfière à Tucson décollent du sol du désert de Sonora à des altitudes proches de 2 000 pieds (environ 600 mètres), où les thermiques hivernales restent stables jusqu'en milieu de matinée et où les moussons d'été dictent une interruption de mai à septembre.
La ville est située dans un bassin entouré de cinq chaînes de montagnes — les Santa Catalinas, Rincons, Tanques Verdes, Tortolitas et Tucsonas — créant un amphithéâtre naturel pour les trajectoires de dérive des ballons que les opérateurs cartographient depuis le début des vols commerciaux dans les années 1980. L'aéroport régional de Marana, à dix-huit kilomètres au nord-ouest du centre urbain, sert de site de lancement principal ; sa piste de 3 500 mètres et son approche ouest dégagée permettent aux équipages de gonfler les enveloppes avant le lever du soleil, lorsque la vitesse du vent chute en dessous de six nœuds.
La biodiversité du désert de Sonora transforme les vols en montgolfière en relevés écologiques. Les cactus Saguaro, qui mettent soixante-quinze ans à faire pousser leur premier bras, parsèment les bajadas en contrebas avec des densités dépassant 200 par acre dans les zones protégées. Les Palo verde, ocotillo et cholla créent une mosaïque végétale visible à 1 500 pieds (environ 450 mètres), l'altitude de croisière typique pour les tours en montgolfière à Tucson, en Arizona. Les pilotes naviguent en lisant les couches de vent — les vents de surface poussent vers l'est en direction des Rincons, tandis que les courants à 2 000 pieds s'inversent souvent, permettant une dérive contrôlée vers les zones de récupération près d'Avra Valley Road. Ce cisaillement vertical du vent, prévisible aux heures précédant l'aube, fait de Tucson l'un des couloirs de montgolfière les plus accueillants pour les pilotes en Amérique du Nord.
Les opérateurs programment des départs toute l'année, bien qu'octobre à avril offre les temps de vol les plus longs ; les vols d'hiver dépassent régulièrement les soixante-dix minutes en l'air, contre cinquante minutes en été avant que les thermiques ne déstabilisent l'enveloppe. Chaque nacelle transporte de quatre à seize passagers selon la flotte de l'opérateur, avec une répartition du poids calculée pour maintenir la nacelle à niveau pendant l'ascension. La tradition du toast au champagne, héritée des aéronautes français du XVIIIe siècle qui transportaient du vin pour apaiser les propriétaires terriens après des atterrissages imprévus, conclut désormais la plupart des vols à Tucson, accompagnés de petits-déjeuners servis sur des tables pliantes dans la broussaille du désert. Les pilotes commerciaux certifiés par la FAA totalisent un minimum de 35 heures de vol et réussissent des contrôles de compétence biennaux, mais les capitaines expérimentés de Tucson ont souvent plus de 2 000 heures de vol et peuvent prédire les couloirs de dérive à moins d'un kilomètre près en fonction du mouvement de la canopée de mesquites au niveau du sol.
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