航油业务是中国航油的核心业务，其经营主体是中国航空油料有限责任公司。中国航空油料有限责任公司于2005年9月22日成立。公司下设7个地区公司、1个直属公司、22个分公司、83个供应站，在中南地区以及烟台、南京、三亚等地以控股或参股方式设立了8个合资公司。在全国石油、石化公司炼油厂设有30个代表处。在全国140多个机场为180余家国内外航空公司提供供油服务。