中国国际货运航空有限公司(Air China Cargo，简称国货航)，由中国国际航空股份有限公司、中信泰富有限公司、首都机场集团公司共同投资组建，其前身是中国国际航空公司货运分公司。总部设在北京，以上海为货机主运营基地，是中国唯一载有国旗飞行的货运航空公司。2011年3月18日，中国国际航空与香港国泰航空以中国国际货运航空为平台完成货运合资项目。合资后，中国国际货运航空中英文名称、企业标识保持不变，注册资本为人民币52.35亿元，员工5200余人。
2021年4月27日，中华全国总工会授予其全国工人先锋号。
2001年中国国际航空公司货运分公司实行模拟独立法人经营核算。2003年，组建“中国国际货运航空有限公司”。中国国际航空公司以飞机、发动机、库房及地面设备等资产出资，占注册资本的51%;中信泰富有限公司占25%、首都机场集团公司占24%，均以现金出资。2006年6月30日获得中国民用航空总局颁发的《公共航空运输承运人运行合格证》。
2007年10月28日，中国国际货运航空有限公司首架喷涂“中国国际货运航空”新标识的全货机执行飞往美国安克雷奇的航班，这是国货航独立使用货运航权执飞的第一个航班。国货航作为中国国际航空股份有限公司的控股公司和指定空运企业，承接了国航在美国、德国、英国、丹麦、日本、韩国、香港等国家和地区的全货运航权。
根据航权运行变化，国货航继续沿用国航的IATA代码CA，国货航的ICAO代码由“CCA”变为“CAO”;中文无线电呼号由“国航”变为“凤凰”;英文无线电呼号由“AirChina”变为“AIRCHINAFREIGHT”。国货航的更新标识，机身两侧的公司名称由“中国国际航空公司”改为“中国国际货运航空”，“AIRCHINACARGO”中的“CARGO”变为舞动的手写体，垂直尾翼上的国航股份“凤凰”标识保持不变。
2008年，中国国际航空股份有限公司全资子公司中航兴业有限公司收购中信泰富持有的25%国货航的股份，中国国际航空所持有的国货航股份增至76%。