国航主要经营国际、国内定期和不定期航空客、货、邮和行李运输；国内、国际公务飞行业务；飞机执管业务，航空器维修；航空公司间的代理业务；与主营业务有关的地面服务和航空快递（信件和信件性质的物品除外）；机上免税品等。
国航总部设在北京，辖有西南、浙江、重庆、内蒙古、天津等分公司和上海基地、华南基地，以及工程技术分公司、公务机分公司，控股北京飞机维修工程有限公司（Ameco）、中国国际货运航空有限公司、北京航空食品公司。国航还参股深圳航空公司、国泰航空公司等企业，是山东航空公司的最大股东，控股澳门航空有限公司。国航继续经略北京枢纽的同时，又着力强化成都为中心的华西、上海为中心的华东、广州为中心的华南等区域枢纽。
国航与国内外航空公司进行了内容广泛的合作，已经和德国汉莎航空、美国联合航空、港龙航空公司、全日空航空公司等19家航空公司实行代码共享，与84家外航签订了SPA合作协议，与上海航空公司等国内航空公司实行代码共享合作。国航以国内航线对国际航线形成有效连接，国内支撑国际、国际辐射国内的航线网络布局，可以为旅客提供方便的直飞及转机服务。国航先后投巨资对波音747、空中客车A340等宽体远程飞机头等舱、公务舱座椅等硬件和软件服务设施陆续进行改造，改造后的新头等舱、公务舱包厢式、可放平的座椅以及娱乐服务，提高了品质服务。2007年国航正式加入国际航空联盟——星空联盟。
国航下设工程技术分公司，为国航的飞机提供技术保障。该分公司由6个基地、3个合资企业、3个中心、113个航站、8000多名工程师和技术人员组成，在为国航的飞行安全运营提供了安全可靠的飞机和保证航班维护任务的同时，还向全球80多家航空公司提供维修服务。国航与德国汉莎航空公司合资经营的北京飞机维修工程有限公司（Ameco），是国内第一家通过中国民用航空总局（CAAC）、美国联邦航空局（FAA）及欧洲航空安全局（EASA）认证以及其它12个国家颁发的维修执照的飞机维修公司，可以为国内外客户提供波音和空中客车系列飞机的航线维护、大修，多种型号发动机大修服务，是中国规模最大的民用飞机综合维修企业。
国航下设的飞行训练中心是使用全任务飞行模拟机和计算机基础训练器开展飞行员培训的教学训练机构，具备围绕波音系列主要机型，开展飞行员转机型训练、定期复训和飞行检查的综合培训能力；基地设在天津滨海国际机场的飞行训练大队专门用于飞行员本场训练。下设培训空中乘务员的乘务训练中心，中心教员具备高级乘务员职称，具有国际航协教学资格，以及国际航协（CRM）训练认可的教员资格，除了负责国航乘务员的系统培训外，也为国内外航空公司培训学员，还为邮政、饭店、铁路、公路运输、银行、医院、保险、电讯等其他行业提供培训服务。
截至2011年10月底，国航拥有以波音和空中客车系列为主的各型飞机277架。截至2005年国航股份共实现运输总周转量74.4亿吨公里；旅客运输量2769万人；货邮运输量73.3万吨。通航22个国家和地区，其中国际城市近40个，国内城市70多个，每周定期航班4,160班。到2005年底，国航在国内外设有102个营业部以及独立销售代理人。
国航是2008年北京奥运会航空客运合作伙伴。国航编号为B-5201,B-5202,B-5211的三架波音737-700飞机身着奥运彩绘，命名为“北京奥运号飞机”；编号为B-5177的波音737-800客机等三架飞机身着奥运梦想彩绘，命名为“奥运吉祥号飞机”。中国国际航空公司选用注册编号B-6075的一架空中客车A330涂装彩绘，作为2008年北京奥运会圣火火种境外传递的专机，命名为“奥运圣火号飞机”。2008年中国国际航空股份有限公司为提升国航品牌的知名度和美誉度，配合国航的高端两舱产品品牌——紫金头等舱和紫宸公务舱品牌推广而喷涂的姊妹彩绘飞机——“紫金号飞机”和“紫宸号飞机”。2008年12月，四川省与国航西南分公司共同创意推出代表四川地域文化的“秀美四川号飞机”，以具有四川地方特色的彩绘图案飞机来宣传四川地方旅游。2009年推出了锦绣湖北彩绘飞机。
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