坠落在美国境内的气球炸弹，可见用糯米纸制成的球囊仍十分完好。
最早日本人采用橡胶涂敷丝织品制造气球，后来改用效果更好的多层糯米纸。气球直径约10米，充满时可容纳540立方米氢气，可以将90千克的载荷送到11000米高空。气球吊舱通过19根吊索与球体相连，吊舱里装有气压高度计、释放机构、引信装置、32个压载沙袋、2枚燃烧弹和一枚15千克反人员杀伤弹。球体上还装有自毁炸弹。经过近70小时后，如无意外，气球将抵达北美，计时机构会启动燃烧弹并依次投放，接着人员杀伤弹也会投下，投下炸弹的同时，计时机构还会点燃一根19.5米长的缓燃导火索，82分钟后，导火索起爆一枚小炸弹，毁掉整个气球。这套机构由一个小型电池供电，通过慢速引信启动爆炸机构。每个气球仅球囊就需要600张糯米纸拼接制作，加上全套控制机构，造价大约为900美元，算是比较昂贵的装备。为了制造这种前所未有的秘密武器，日本动用了大量人力物力，许多电影院被拆去座位，成为临时的气球制造车间，一些大型相扑馆也被用来制造气球或储存原料。大量妇女和学生被动员起来，加入到制作气球炸弹的队伍中。
1944年11月3日，日本从本州东海岸释放了首批气球炸弹，其中一些气球飘扬过海陆续抵达北美洲，美国西北各州以及加拿大和墨西哥都曾发现它们的踪迹。从1944年11月到1945年4月，日本总计释放了超过9000枚气球，大部分由于各种原因坠入大洋，据估计有10%左右抵达北美，大多坠落在人迹罕至的地区，美国发现了约300枚，可能仍有一些未被发现。
