Có hai phương án chính của A330. Thứ nhất là A330-300 được giới thiệu vào năm 1987 và bắt đầu hoạt động chính thức vào năm 1993. Thứ hai là A330-200 được giới thiệu năm 1995, đưa vào sử dụng năm 1998 và trở thành phiên bản tiếp nhiên liệu, chở khách, chở hàng. Phiên bản thứ 3 - ACJ330 (Airbus Corporate Jet) dành cho giới siêu giàu cũng đang phát triển

A330-200

A330-200 thuộc Hãng hàng không Quốc gia Việt NamA330-203 Hello Kitty của hãng EVA Air (B-16303)

A330-200 được phát triển để cạnh tranh với Boeing 767. A330-200 tương tự như A340-200 hay còn gọi là phiên bản ngắn hơn của A330-300.Với việc A340-200 không được quan tâm (chỉ có 28 chiếc được chế tạo),Airbus quyết định sử dụng thân của A340-200 với cánh và động cơ của A330-300. Đây là một tính toán tận dụng mang tính kinh tế đáng kể của máy bay kiểu này phổ biến hơn phương án 4 động cơ.

Cánh thăng bằng đứng cao hơn so với A330-300 để khôi phục lại hiệu suất do cánh tay đòn momen ngắn cùng thân ngắn.Nó có thể chứa thêm nhiên liệu,giống như A330-300, có trọng lượng cất cánh tối đa là 233 tấn.Tầm bay 253 hành khách ở 3 hạng ghế là 12.500 km.

Sức mạnh của máy bay do hai động cơ General Electric CF6-80E, Pratt & Whitney PW4000 hoặc Rolls-Royce Trent 700 cung cấp.Đợt giao hàng đầu tiên là cho ILFC/Canada 3000 vào tháng 4-1998.

Tương tự như đối thủ trực tiếp là 767-300ER và tương lai sẽ là 787-8.A330-200 đã bán được rất nhiều từ khi giới thiệu, nhiều hơn Boeing 767-300ER từ 9 đến 23 chiếc vào năm 2004.

A330-200F

Vì doanh thu từ A300-600F và A310F giảm sút, Airbus đã bắt đầu tiếp thị một phiên bản chuyên chở của A330-200 vào năm 2000-2001,dù nó không được giới thiệu vào thời gian này.[1] A330-200F xuất hiện trở lại tại Triển lãm hàng không Farnborough 2006 và nhận được giấy phép sản xuất công nghiệp vào tháng 1-2007. Theo kế hoạch nó sẽ bắt đầu đi vào hoạt động vào giữa năm 2009.

A330-200F là một máy bay chở hàng đường dài,thân rộng có thể chứa được 64 tấn hàng bay xa 4.000 NM / 7.400 km, hoặc 69 tấn bay 3.200 NM / 5.930 km.Máy bay được đưa vào sử dụng một hệ thống tải hàng trên sàn máy bay đa năng mới, lhệ thống này có khả năng điều chỉnh khoảng không gian thích hợp cho các tấm nâng hàng (pallet) và container. Vài sắp xếp khác sẽ được thực hiện trên sàn máy bay,giúp máy bay chứa được 23 pallet liền kề (SBS),tập trung chứa các kiện hàng có thể tích lớn giá trị cao. Hoặc chứa 16 pallet một hàng (SR) (kích thước 96"x 96"x125") và/hoặc chín container AMA hướng đến các thị trường có mật độ vận chuyển hàng hóa lớn.

Để đáp ứng tiêu chuẩn góc từ mũi xuống thân của A330,A330F sẽ sử dụng cách bố trí bộ càng đáp ở phần mũi đã được sửa chữa và tin chỉnh lại. Động cơ là động cơ đôi loại Pratt & Whitney PW4000 hoặc Rolls-Royce Trent 700.

Airbus đã có 66 chiếc được đặt hàng từ 7 khách hàng: Aircastle 15, Avion Aircraft Trading 8, Etihad Airways 3, Flyington Freighters 12, Guggenheim Aviation Partners 6, Intrepid Aviation Group 20 và MNG Airlines 2. Ngoài ra ACT Airlines đã ký một biên bản ghi nhớ về 2 chiếc A330-200F.[2] Các hợp đồng sẽ được thực hiện bắt đầu vào cuối năm 2009.[3]

Các đối thủ trực tiếp của A330-200F là B767-300F, DC-10F, MD-11F,B777F.

Airbus lắp ráp A330-200F tại Hoa Kỳ cùng với KC-45A của Không quân Hoa Kỳ trên một dây chuyền lắp ráp tại Mobile, Alabama.

A330-300

Airbus A330-300 thuộc hãng Hãng hàng không Quốc gia Việt Nam tại Sân bay ZürichA330-300 thuộc hãng US Airways cất cánh từ Sân bay London Gatwick

A330-300 bắt đầu đưa vào hoạt động vào năm 1993, nó được phát triển để thay thế cho A300.A330-300 được thiết kế dựa trên thân của A300-600 đã được kéo dài nhưng với cánh thăng bằng,cánh chính với phần mền fly-by-wire mới.

A330-300 chở được 295 hành khách chia làm 3 hạng ghế(335 nếu ở 2 hạng và 440 nếu ở 1 hạng) đi quãng đường 10.500 km.Có sức chứa hàng hóa lớn sánh được với những chiếc Boeing 747 thời kỳ đầu tiên.Một số hãng hàng không đã thực hiện các chuyến bay ban đêm để chở hàng,còn ban ngày thì chở khách.

Nó được trang bị 2 động cơ General Electric CF6-80E, Pratt & Whitney PW4000 hoặc Rolls-Royce Trent 700,tất cả đều theo tiêu chuẩn ETOPS-180. US Airways là hãng hàng không đầu tiên ở Mỹ có 9 chiếc A330-300.

Loại máy bay tương đương để cạnh tranh của Boeing là Boeing 777-200 và Boeing 767-400ER.

Các phiên bản tiếp nhiên liệu trên không

Airbus A330 MRTTPhiên bản tiếp nhiên liệu và vận tải đa vai trò (MRTT) của A330-200 đã cấp cấp một mẫu máy bay vận tải chiến lược và tiếp nhiên liệu trên không. Cho đến nay nó đã được Úc, Ả Rập Xê Út, UAE, Vương quốc Anh và Singapore lựa chọn sử dụng.Northrop Grumman KC-45Vào ngày 29 tháng 2-2008, Không quân Hoa Kỳ (USAF) đã công bố một phiên bản lắp ráp tại Hoa Kỳ của A330 MRTT, hiện nay có tên gọi là KC-45A trong USAF, nó được chọn để thay thế cho Boeing KC-135 Stratotanker.[4]. Phi đội máy bay KC-135 của không quân hoạt động từ năm 1957, và máy bay cuối cùng được giao là vào năm 1965.[5]