Concepito come diretto rivale del Boeing 767-300ER, l’Airbus A330 è un grande bimotore a lungo raggio - il più grande tra quelli attualmente in produzione - che beneficia della consolidata esperienza del consorzio europeo nella progettazione e nella fabbricazione di aeroplani di linea avanzati. I primi due modelli prodotti dal consorzio europeo Airbus, l’A300 e l’A310, furono i primi aerei a fusoliera larga pensati per le rotte a breve e medio raggio. Con il modello successivo, l’A320, la casa fabbricante introdusse il concetto di "famiglia", una filosofia di progettazione che facilitava lo sviluppo di una gamma di aeroplani molto simili tra loro (gli A319 e A321). I benefici per le compagnie aeree erano evidenti, in termini si a di addestramento degli equipaggi (la qualifica ottenuta su un velivolo della "famiglia" è valida anche per gli altri), sia di standardizzazione dei componenti e di semplificazione delle procedure di manutenzione. A questo punto, il consorzio decise di progettare una nuova serie di velivoli destinati a lungo e lunghissimo raggio basandosi sull’esperienza acquisita nello sviluppare versioni a grande autonomia degli A300 e A310. L’obiettivo scelto era quello delle rotte cosiddette "lunghe e sottili" (i tragitti su grandi distanze con medio o basso traffico di passeggeri), fino a quel momento riservate al Boeing 747 e, in misura minore, al McDonnell Douglas MD-11. I due modelli che avrebbero composto la "famiglia" furono provvisoriamente identificati con le sigle TA9 e TA11 (trattandosi di velivoli con configurazione interna Twin Aisle, ossia a doppio corridoio); poi, nel 1986, assunsero le denominazioni ufficiali di A330 e A340. Questi aeroplani sono molto simili tra loro: differiscono infatti l’uno dall’altro principalmente per numero di motori. Il bimotore A330 copre il segmento inferiore della categoria, mirando alla sostituzione delle versioni a lungo raggio dei DC-10 e L-1011 ed entrando quindi in competizione diretta con il Boeing 767. Il quadrimotore A340 è destinato invece al lunghissimo raggio e non ha praticamente concorrenti, visto che il Boeing 747-400, di autonomia paragonabile, ha una capacità di carico superiore ed è quindi meno redditizio sulle rotte a bassa densità di traffico. La prima versione dell’A330 ha preso il numero di serie 300 e impiega la stessa fusoliera dell’A340-300. A questo aeroplano ha fatto seguito l’A330-200 dalla fusoliera accorciata identica a quella dell’A340-200. Oggi Airbus sembra decisa a fabbricare l’A330-100, per il quale ha già alcuni clienti di lancio.

Il bimotore Airbus A330, denominato in fase di progetto TA9 (dalle iniziali di Twin Aisle, doppio corridoio), è stato sviluppato parallelamente al suo gemello quadrimotore, l’A340. Le uniche differenze tra le due famiglie di aeroplani consistono nel numero e nel tipo dei motori (quelli dell’A330 sono più potenti). Inoltre, la configurazione bimotore dell’A330 comporta ovviamente alcune diversità strutturali rispetto all’A340, in particolare per ciò che riguarda l’ala. Per il resto, i due aeroplani sono fondamentalmente identici. I progettisti hanno tuttavia lavorato utilizzando come base di partenza l’A340. Per esempio, l’allungamento di circa un metro dell’A340-300 ha comportato la stessa modifica nell’A330-300. Analogamente, la versione accorciata A330-200 possiede la medesima fusoliera dell’A340-200. Le cabine di pilotaggio degli A330 e A340 sono sostanzialmente simili a quelle dell’A320. Le differenze principali riguardano l’impianto elettrico (meccanismo di retrazione del carrello, sistemazione dei quadri elettrici principali e secondari) e i sistemi elettronici di controllo del velivolo. Negli A330 e A340 essi sono infatti integrati da un sistema di controllo dell’impianto di alimentazione del carburante che utilizza il serbatoio di centraggio posto nello stabilizzatore per mantenere invariata la posizione del centro di gravità dell’aereo. La prima versione dell’A330, contrassegnata con il numero di serie 300, può alloggiare fino a 335 posti in classe unica con doppio corridoio. La versione successiva, l’A330-200, a fusoliera corta, ha invece una capacità di 256 passeggeri. La fusoliera è identica a quella dell’A340 e può quindi adottare le stesse configurazioni di cabina, secondo le preferenze della compagnia. Sia nell’A330, sia nell’A340, lo stabilizzatore (piano di coda orizzontale) contiene un serbatoio supplementare in cui viene travasato il carburante dei serbatoi principali, in modo che la posizione del centro di gravità dell’aeroplano rimanga costante. La cabina dell’A330 è dotata di un’avionica digitale, di monitor multifunzionali a cristalli liquidi e di un sistema di comando fly-by-wire azionato da joystick laterali. È simile alle cabine degli A320 e A340. Ciò consente ai piloti di ottenere l’abilitazione a condurre i tre modelli al termine di un solo corso di addestramento.