Совершенно особняком стоят работы К. Э. Циолковского. Дирижаблестроением он заинтересовался в конце 1880-х годов. За 10 лет до работ Цеппелина Циолковский разработал проект управляемого металлического аэростата удлиненной формы. Через три года он доработал свой проект, предложив использовать гофрированный материал для оболочки. Эта оболочка должна была изготавливаться из гофрированного металла, расширяющегося и сжимающегося благодаря шарнирным соединениям боковых панелей с верхним и нижним поясом, что обеспечивало постоянство подъемной силы независимо от высоты и наружного давления атмосферы. Кроме этого, изобретатель предложил подогревать и охлаждать газ для вертикального маневрирования. В своем патенте Циолковский писал: «Предлагаемое устройство подвижного соединения отдельных металлических листов оболочки устраняет излишнюю жесткость и позволяет металлической оболочке менять свой объем и форму в широких пределах и без образования металлических складок сообразно действующим силам». Циолковский запроектировал два дирижабля: один — объемом 7312 м3, с двигателем мощностью 16 л. с., с толщиной оболочки 0,15 мм и скоростью 34 км/ч; второй — объемом 58 500 м3, с двигателем мощностью 127 л. с., на 100 человек, со скоростью полета 43 км/ч. На эти дирижабли можно было установить двигатели различных систем — от двигателя внутреннего сгорания до паровой машины.
Работы Циолковского, несмотря на положительные отзывы признанных научных авторитетов, не находили понимания и поддержки в течение нескольких десятилетий. Только уже после Октябрьской революции, при советской власти, Циолковскому удалось приступить к реализации своей идеи. В 1935 году была построена модель объемом 1000 м3. Оболочка этой модели была выполнена из нержавеющей стали толщиной 0,1 мм, причем была применена роликовая электросварка стальных листов.
Отдельные принципы конструкции дирижабля Циолковского были заимствованы иностранными воздухоплавателями. Гак, например, в дирижабле американского конструктора Эпсона применена цельнометаллическая оболочка. На «цеппелине» LZ-130 объемом 200 000 м3 введен подогрев газа с целью увеличить грузоподъемность.
В 1897 году Циолковский построил аэродинамическую трубу, разработал методику эксперимента в ней и в 1900 году на субсидию Академии наук сделал продувки простейших моделей и определил коэффициент сопротивления шара, цилиндра, конуса и т. д.
