空気は温度が高ければ体積が大きくなります（膨張します）。重さ（質量）が変わらずに体積が増えれば、密度が小さくなります。
逆に温度が低ければ、体積が小さくなるので密度が大きくなります。

暖かい空気は（軽いため）上がっていき、冷たい空気は（重いため）下がっていきます。
このため、暖かい空気は上昇気流になり、冷たい空気は下降気流となります。