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  國航的歷史最早可追溯到1955年的中國民航北京管理局飛行總隊,1988年中國民航被分為多家航空公司,分別為中國東方航空、中國南方航空、中國北方航空、中國西南航空、中國西北航空和專門負責國際航線的航空公司中國國際航空,但國航在後期也負責國內航線。  1990年代,中國政府大幅調整和改革民航事業。1994年,中國國務院批准國外資金投資中國的機場建設和民航業,放寬外國製造的民航機輸入中國,使航空公司的機隊急速現代化。90年代後期,國航的營運狀況並不理想,更出現虧損情況。  2002年10月,以原先之中國國際航空公司為基礎,聯合中國航空總公司和中國西南航空公司組成中國航空集團公司,並以聯合三方的航空運輸資源為基礎,組建新的中國國際航空公司,仍為中國載國旗和擔任中國領導人專機任務的航空公司。  2004年9月30日,經國務院國有資產監督管理委員會批准,作為中國航空集團公司控股的航空運輸主業公司,中國國際航空股份有限公司(以下簡稱國航)在北京正式成立,進行了股份制改革,繼續保留原中國國際航空公司的名稱,並使用中國國際航空公司的標誌。同年12月,國航進行首次境外發售股票;12月15日,公司在香港和倫敦證交所掛牌上市。  2006年8月18日,公司在上海證券交易所上市。2006年5月,國航與德國漢莎航空簽署同意書,於2007年12月12日正式加入星空聯盟(Star Alliance),成為國際航空聯盟成員的大型國家航空公司之一,也是聯盟中首位來自中國大陸的成員航空公司;而旗下子公司深圳航空也將在2012年加入聯盟。2006年9月28日,國航把港龍航空的股份全部售於國泰航空,使港龍航空成為國泰航空的全資公司。而國航亦入股國泰航空使兩者成為互控公司及重要合作伙伴。  2007年度,國航入選了世界品牌500強,為中國民航唯一入選公司;2007年國航被世界品牌實驗室評為中國500最具價值品牌;美國評級機構標準普爾評為中國大陸上市公司百強;國航品牌被英國《金融時報》和美國麥肯錫管理諮詢公司聯合評定為中國大陸十大國際品牌之一,是中國大陸航空公司第一的品牌。2008年,國航獲得世界品牌價值實驗室頒發的“中國最佳信譽品牌”獎項。  2008年,國航成為了北京奧運會航空客運合作伙伴。  2009年8月17日,中國國際航空斥資63.35億元向中信泰富購入4.9億股國泰航空的股權,相等國泰12.5%已發行股本,而太古則斥資12.13億元,購入2%國泰股權。完成交易後,國航於國泰的持股量再由17.49%升至29.99%,而太古的持股量則由39.97%升至41.97%。中信泰富於國泰的持股量則減至2.98%。  2010年3月22日,中國國際航空出資6.82億元人民幣增持深圳航空股權,由原先25%增至51%,成為其控股股東。  2011年,公司總營業額933.43億元,純利約74.76億元人民幣,同比跌38.75%。  2011年6月,中國國際航空首度獲得Skytrax授予四星級航空公司之評級。  2011年4月11日,以公務專、包機飛行為主要業務的北京航空有限責任公司獲准營業,中國國際航空控股51%。  2012年3月27日,北京航空有限責任公司與瑞士商務機公司VistaJe聯合組建一支以公務機為主的商業噴射機隊。  2013年7月3日,國航在一架編號為B-6525的空中客車A330-300上首度試行空中無線上網服務,這是中國首次全球衛星通訊網際網路航班飛行。但國航並沒有公佈正式提供服務時如何收取費用,有部分人士表示為免費上網服務。空中無線上網服務啟用後,旅客可以開啟使用膝上型電腦、平板電腦等電子裝置,登入飛行上網介面就可以實現空中上網,但手機仍被禁止。而空中上網服務頻寬有限,機上系統能提供的上網服務並不多,僅支援微博和郵件,而且都內建在機上系統內。  2018年8月30日中國國際航空以24.39億人民幣出售中國國際貨運航空51%股權給控股股東中航集團,預期出售收益4.11億人民幣。

  國航的企業標識由一隻藝術化的鳳凰和鄧小平書寫的“中國國際航空公司”以及英文“AIR CHINA”構成。鳳凰是中華民族古代傳說中的神鳥,也是中華民族自古以來所崇拜的吉祥鳥。據《山海經》中記述:鳳凰出於東方君子國,飛躍巍峨的崑崙山,翱翔於四海之外,飛到哪裡就給哪裡帶來吉祥和安寧。國航航徽標誌是鳳凰,同時又是英文“VIP”(尊貴客人)的藝術變形,顏色為中國傳統的大紅,具有吉祥、圓滿、祥和、幸福的寓意,正是希望這神聖的生靈及其有關它的美麗的傳說帶給朋友們吉祥和幸福。代表國航視每一位乘客及貨主為上賓看待。  自國航開航以來至今,除了垂直尾翼的中國國旗換成鳳凰,機身上的CAAC標誌和“中國民航”字樣改為“國旗+AIR CHINA+中國國際航空公司”的排列外,其餘部分塗裝設計均沿用自CAAC時期的經典腰線塗裝。  另外,國航是中國大陸的航空公司中唯一在機身塗有國旗的航空公司,但飛往臺灣的航班,因涉及兩岸問題,機身上的國旗都會遮蓋掉,或是派出沒有國旗的彩繪機飛航臺灣航線。

  中國國際航空的主要樞紐機場為北京首都國際機場、成都雙流國際機場和上海浦東國際機場。此外,國航在廣州、杭州、重慶等地設有分公司。

  中國國際航空早期機隊由波音707,波音737-200和三叉戟,BAe-146等老舊機隊組成。1994年,國務院批准放寬外國製造的民航機輸入中國,使國航的機隊急速現代化。目前國航的機隊主要由波音及空中客車飛機所組成。除此之外,國航直屬的分公司——北京航空也擁有多架公務機。  2011年3月,中國國際航空正式向波音公司訂購7架747-8客機,並在2012年9月11日獲得確認。首架飛機已於2014年10月1日飛抵北京首都機場。

  截至2020年6月,中國國際航空的機隊平均機齡7.1年,詳情如下:

  中國國際航空共開通了200多條國內外航線,國內通航城市超過80個,國際及地區際通航城市超過40個,以歐亞大陸和北美航線為主,南半球的航線有印度尼西亞、澳大利亞、紐西蘭、南非、衣索比亞、巴西等國。  另:中國國際航空是除高麗航空外唯一可於朝鮮平壤順安國際機場通航的航空公司(航班編號為CA121/122,只限星期一和五,和只使用B-5043~5045,最常用為B-5044),即唯一可在朝鮮民主主義人民共和國內固定通航的外國航空公司。但曾經於2017年11月22日至2018年6月5日期間因客流原因及中國配合聯合國制裁朝鮮而停航。)

  中國國際航空已與以下航空公司簽署程式碼共享協議(截止於2019年11月):

  中國國際航空在特定機場設有專屬貴賓休息室,為國航頭等艙、商務艙乘客、鳳凰知音白金卡、金卡、銀卡會員提供服務。詳情如下:

  鳳凰知音(Phoenix Miles,2013年前稱國航知音)是中國國際航空的飛行常客獎勵計劃,是中國大陸最早創立的的飛行常客獎勵計劃,乘客擁有知音卡片後,可通過搭乘國航及下屬公司以及星空聯盟成員等夥伴航空公司航班累積里程,來換取免費機票及升艙等多項待遇。鳳凰知音亦與酒店、汽車租賃公司、銀行等商家合作,提供里程積累、兌換及各類增值服務。
中國國際航空(英語:Air China,IATA:CA,ICAO:CCA,、、),簡稱國航、中國國航,是中國大陸三大國有航空公司之一,也是中國大陸唯一的載旗民用航空公司,總部設在北京,以北京首都國際機場為基地。其前身中國國際航空公司成立於1988年。2002年10月,中國國際航空公司聯合中國航空總公司和中國西南航空公司,成立了中國航空集團公司,並以聯合三方的航空運輸資源為基礎,組建新的中國國際航空公司。中國國際航空股份有限公司與中國東方航空集團有限公司和中國南方航空集團有限公司合稱中國三大航空集團,經營業務包括航空客運、航空貨運及物流兩大核心產業。國航是中國唯一載國旗飛行的民用航空公司以及世界最大的航空聯盟——星空聯盟成員,並負責了中國國家領導人出國訪問的專機任務,也負責許多外國元首和政府首腦在國內的專包機任務。