中国国际航空股份有限公司（AIR CHINA），简称“国航”，于1988年在北京正式成立，是中国唯一载国旗飞行的民用航空公司。国航是中国航空集团公司控股的航空运输主业公司，与中国东方航空股份有限公司和中国南方航空股份有限公司合称中国三大航空公司。
2004年12月15日，中国国际航空股份有限公司在香港（股票代码009）成功上市。2014年10月1日，16：55分，国航首架波音747-8洲际客机飞抵北京。至2015年，国航将接收全部订购的七架波音747-8洲际客机。中国国航3月30日晚间披露年报显示，公司2015年度实现营业收入1089.29亿元，同比增长3.85%；归属于上市公司股东的净利润67.74亿元，同比增长77.45%；基本每股收益0.55元；并拟向全体股东每10股派现1.07元（含税）。
2018年1月19日，在东航南航海航三大航空公司相继宣布可在飞机上使用PED设备后，四大航当中的最后一家航空公司中国国际航空终于在晚上宣布，从1月21日零时起，可在国航飞机上使用手机，国内四大航空公司均开放了机上PED设备的使用许可。
2018年12月，世界品牌实验室编制的《2018世界品牌500强》揭晓，中国国际航空股份有限公司排名第287 。2019年5月14日，荣获第十届中华环境优秀奖。2019年9月1日，2019中国服务业企业500强榜单在济南发布，中国国际航空股份有限公司排名第59位。 2019年12月，中国国际航空股份有限公司入选2019中国品牌强国盛典榜样100品牌。
国国际航空股份有限公司的前身中国国际航空公司，成立于1988年。中国国际航空公司的前身——民航北京管理局飞行总队于1955年1月1日正式成立。1988年民航北京管理局分设，成立中国国际航空公司。
根据国务院批准通过的《民航体制改革方案》，2002年10月28日，中国国际航空公司联合中国航空总公司和中国西南航空公司，成立了中国航空集团公司，并以联合三方的航空运输资源为基础，组建新的中国国际航空公司。
2004年9月30日，经国务院国有资产监督管理委员会批准，作为中国航空集团公司控股的航空运输主业公司，中国国际航空股份有限公司（以下简称国航）在北京正式成立，继续保留原中国国际航空公司的名称，并使用中国国际航空公司的标志。
2004年12月国航股份进行首次境外发售股票，2004年12月15日，中国国际航空股份有限公司在香港（股票代码0753）和伦敦（交易代码AIRC）成功上市。2006年8月18日中国国际航空股份有限公司成为中国第一家在香港（中国国航）、伦敦（伦敦LSE：AIRC）、中国内地（上海证券交易所股票代码601111）三地上市的航空公司。
2007年底，中国国际航空股份有限公司正式加入“星空联盟”。
2011年，中国国际航空股份有限公司与国泰航空有限公司货运合资项目已正式完成，股权重组后的中国国际货运航空有限公司2011年5月6日在京举行开业庆典。合资后，中国国航持有中国国际货运航空51%的股权，国泰航空持有25%的股权及24%的经济权益。中国国际货运航空董事会有七位董事，其中四位由中国国航委任，三位由国泰航空委任合资公司的货机机队短期内将达到12架波音747－400的货机规模，以上海为主要运营基地。
截至2010年底，中国国际货运航空拥有9架波音747－400货机，是中国民航最大的波音747－400货机机队。2011年7月21日下午，国内首架最豪华的远程客机波音777-300ER降落在北京首都国际机场。中国国际航空股份有限公司共引进20架波音777-300ER客机。截止2015年2月，国航共有飞机各类327架。
2013年7月，国航开始在机上提供全球卫星通讯互联网服务，乘客将可在机舱内发微博、收邮件并与地面沟通。
2014年4月16日，国航宣布，将向部分航班上的旅客提供机上宽带互联网服务。旅客将可以通过PC和平板电脑访问新浪、网易、腾讯、银河证券、丽子网等网站、与地面连线召开视频电话会议等服务。新浪微博是国航的独家社交应用合作伙伴。此次升级为宽带是国航上网服务的进一步升级。
2022年6月14日，中国国航和*ST山航B同时发布公告，国航、山航集团、山航股份和山钢金控签署了股权转让及增资框架协议。根据框架协议，国航拟受让山钢金控持有的山航集团股权并拟向山航集团增资;亦拟与山航集团的其他股东进一步沟通并确定对山航集团的投资安排。
2022年7月1日，根据中国三大航空公司中国南方航空股份有限公司、中国国际航空股份有限公司和中国东方航空股份有限公司发布的公告，三家公司向空中客车公司购买292架A320NEO系列飞机。
2022年11月，中国国际航空股份有限公司新开/复航北京首都-约翰内斯堡-成都、重庆-首尔仁川、重庆-迪拜等多条国际航线，计划新开/复航重庆-胡志明市、重庆-布达佩斯、天津-东京成田、天津-大阪关西、温州-米兰等航线。12月22日，由中国国际航空公司执飞的首条连接上海和雅典的直飞航线正式开通。
