Terdapat dua variasi A330 iaitu A330-300 (mempunyai fuselaj yang panjang) dan A330-200 (mempunyai fuselaj yang pendek)

A330-200

A330-200 dibangunkan untuk menggantikan A300-600R dan digunakan untuk bersaing dengan 767-300ER. Ia merupakan versi pendek -300.Penjualan A330 adalah antara yang terbaik dan dikatakan telah berjaya mengalahkan penjualan 767.

Operator-operator bagi A330-200 ialah Aer Lingus, Air France, Batavia Air, Austrian Airlines, Emirates, EVA Air, Gulf Air, LTU, Lufthansa, Malaysia Airlines, Qantas, Qatar Airways, Garuda Indonesia, dan TAM.

A330-300

A330-200 , seperti -200, dibangunkan untuk menggantikan A300. Fuselajnya berasaskan A300-600 yang telah dipanjangkan dan dilengkapi dengan sayap yang baru, pengimbang dan perisian terbang dengan dawai.

Operator-operatirnya ialah Aer Lingus, Air Canada, Cathay Pacific Airways, China Airlines, Dragonair, Garuda Indonesia, Korean Air, Malaysia Airlines, Northwest Airlines, Philippine Airlines, Qantas, SAS, SN Brussels Airlines, Thai Airways International, dan US Airways.

A330 MRTT

Airbus A330 MRTT dan variasi A330-200 yang berfungsi sebagai Pesawat tangki pelbagai fungsi dan mempunyai penghubung isian semula. Pada Januari 2004, Kementerian Pertahanan UK memilih A330 MRTT untuk berkhidmat dengan Royal Air Force.

A330-200Lite

A330-200Lite merupakan variasi A330 dimana beratnya akan dikurangkan dan enjin baru akan digunakan bagi menyayingi 787-9. Ia kemudian ditukar nama menjadi A350.