A330 je bil načrtovan vzporedno s štirimotornim A340, s katerim si delita trup, krila in druge sisteme. Obe letali imata sistem fly-by-wire in šest-zaslonski kokpit od A320. A330 in A350 imata skupni type rating po pravilih EASA A330/350.
A330 je prvo Airbusovo letalo, ki ima na voljo tri različne motorje: General Electric CF6, Pratt & Whitney PW4000 ali Rolls-Royce Trent 700. Letalo ima certifikat za ETOPS 240 minut letenja na enem motorju v mirnem ozračju do najbližjega primernega alternativnega letališča. Predvidena življenjska doba letala je 20.000 letov (ciklov).
Junija 1987 so uradno začeli s programom A330/340. Krstni polet A330-300 je bil novembra 1992, leta 1998 je poletela krajša različica A330-200, ki se je bolje prodajala, saj je bil 9% učinkovitejši od Boeinga 767. Airbus proizvaja tudi tovornega A330-200F in leteči tanker A330 MRTT.
A330 se je izkazalo za najbolj uspešno širokotrupno Airbusovo letalo, s katerim si je zelo povečal tržni delež. Veliko letalskih družb je naročilo A330 za zamenjavo trimotornih DC-10, MD-11 ali Lockheed Tristar. Boeing je v odgovor zasnoval kompozitni Boeing 787, ravno slednjemu je A330 prevzel nekaj naročil zaradi zamud pri vstopu na tržišče zaradi začetniških težav. Čeprav bo A330 še v proizvodnji, Airbus že ponuja večjega naslednika A350, primarno grajenega iz kompozitov.
Airbus je dobavil 1.553 letal, ima pa še 226 naročil konec marca 2022. Zanimivo je tudi, da se je na začetku bolj počasi prodajal, večino naročil je dobil 12 let po vstopu letala na tržišče.