国航主要控股子公司有中国国际货运航空有限公司、澳门航空股份有限公司、深圳航空有限责任公司、大连航空有限责任公司、北京航空有限责任公司等，合营公司主要有北京飞机维修工程有限公司（Ameco）。

另外，国航还参股国泰航空、山东航空等公司，是山东航空集团有限公司的最大股东。曾为国航控股、现中航有限旗下的北京航空食品有限公司于1980年5月1日在北京成立，是中国《中外合资经营企业法》颁布后的第一家中外合资企业。