中国国航的航线网络遍及亚洲，中东，西欧和北美，在北京首都国际机场从它的主要枢纽。它目前也达到了显着的亚洲，澳大利亚和欧洲的目的地，从上海数。一些国际航线，经营从成都，重庆，大连，迪拜，杭州，昆明，南宁和厦门。
2006年12月10日开始，中国国航服务第一的南美目的地，圣保罗（通过马德里）。这是航空公司的直航最长的。发起这项服务是与波音767-300型飞机，但由于需求的增加，该服务已经升级到了空中客车A330-200。中国国航推出了其新的空中客车A330-300飞机长途业务服务开始到德国杜塞尔多夫，在2011年夏天。这些飞机提供相同的两级客舱空客330-200的标准除了经济客舱并无的座椅靠背娱乐系统安装（行也增加了腿部空间的第一第二大经济体的例外）。杜塞尔多夫是德国的第三个目的地中国国际航空网络。航空公司推出了新的2011年6月15日北京- 米兰服务，补充现有航空公司的上海浦东-米兰服务。航母的19 架新的波音777-300ER飞机的交付时间在2011年年中开始，中国国航表示，这架飞机将形成“其未来的长途业务骨干。
新的波音777-300ER将最终取代美国目的地，如纽约，洛杉矶，旧金山航线上的波音747-400，但预计直飞巴黎2012年3月第一次进入服务。波音777-300ER将取代所有的747服务，一旦有足够数量进入舰队。中国国航北京一家孟买的航班在2011年9月开始扩大其在印度的业务，而现有的升级到德里的航班的A330。该航空公司还推出了服务，从成都到孟买2012年5月2日。该航空公司宣布，它计划使用波音777-300ER一个每天两北京飞往洛杉矶的航班，2012年2月1日开始上。
在2012年年底开始到2013年初，航空公司将取代波音747-400S目前服务的纽约和旧金山航线的波音777-300ER。]通过增加对美国的波音777-300ER型飞机航线，国航宣布增加北京-纽约航线，改变7至11个航班，每周的航班路线（CA989/990）增加了两个新的航空公司。
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