En "konkret plan" var på plats för operationen över den östra staden Deir al-Zour, sade Jan Egeland, som leder en humanitär insatsstyrka.
Konvojer av FN-lastbilar på onsdag började leverera välbehövlig hjälp till 80 000 människor i fem andra belägrade områden.
FN säger att 200 000 invånare fortfarande är belägrade i delar av Deir al-Zour.
"Det är en komplicerad operation och skulle på många sätt vara den första i sitt slag," Egeland sade om luft droppar.
FN kommer att samarbeta med den syriska arabiska röda halvmånen och andra lokala grupper för att släppa hjälp med fallskärm för distribution, sade World Food Programme taleskvinna Bettina Luescher.
Hon angav inte när luftdroppar skulle börja, men sade att ett enda flygplan skulle användas till en början.
Världslivsmedelsprogrammet hade tidigare uteslutit humanitära luftdroppar i Syrien på grund av komplexiteten i att få tillgång till luftrum, organisera distribution på marken och hitta lämpliga dropzoner.
Den brittiska regeringen sade också att luftdroppar var "hög risk och bör endast betraktas som en sista utväg när alla andra medel har misslyckats".
Men Egeland sa att strategin var det enda sättet att mata människor i Deir al-Zour.
"Det är antingen luftdroppar eller ingenting. Luftdroppar är en desperat åtgärd i desperata tider, sa han till Reuters.
Han sade också efter ett möte med den 17 medlemmars internationella stödgruppen för Syrien (ISSG) att FN:s bistånd förväntas nå alla Syriens 18 belägrade områden inom en vecka.
FN anser att mer än 480.000 syrier bor i belägrade områden, med fyra miljoner fler människor i så kallade svåråtkomliga områden.
Alla parter i konflikten tros ha använt belägringskrigföring - där militära styrkor omger ett område och stänger av nödvändiga förnödenheter - i strid med internationell rätt.
På onsdagen nådde hjälplastbilarna Muadhamiya och Madaya, nära Damaskus och regeringsvänliga norra byar i Foah och Kefraya. En annan stad, Zabadani, nåddes senare.
Förråden, som innehöll vissa medicinska förnödenheter, förväntas pågå i omkring en månad.
Leveranserna var en del av ett avtal som godkändes av ISSG om att världsmakterna ska hoppas på en "upptrappning av fientligheterna" till fredag.
Avtalet är inte tillämpligt på kampen mot IS eller al-Nusra Front, ett dotterbolag till al-Qaida, och offensiver av syriska regeringsstyrkor och kurdiska miliskämpar mot rebellbesatta områden i den norra provinsen Aleppo har fördunklat förhoppningarna om vapenvila.
En ny rapport från den humanitära gruppen Läkare utan gränser/Medecins Sans Frontieres (MSF) säger att 1,9 miljoner människor är under belägring i Syrien. Det sade data från sjukhus och kliniker det stöder inspelade 154.647 krigsskadade människor och 7.009 krig döda 2015, 30 till 40 procent av vilka var kvinnor och barn.
Uppgifterna, sade MSF, visade "civilister och civila områden fortsatte att ödeläggas" av konflikten.
En strejk på ett MSF-stött sjukhus i Idlibprovinsen på måndagen dödade 25 personer, säger gruppen.
– Permanenta medlemmar av FN:s säkerhetsråd, av vilka fyra aktivt deltar i kriget i Syrien, måste stå till svars för sitt misslyckande med att upprätthålla sitt mest grundläggande ansvar gentemot civila, säger MSF:s president Joanne Liu.
FN planerar att sända mat och annat bistånd till en syrisk stad belägrad av den så kallade islamiska staten (IS), har tjänstemän sagt.