ובסה"כ, בנמל תעופה מודרני יש מעל מאה אפליקציות/מערכות. אפליקציות אלו ממומשות על גבי תשתיות מיחשוב הכוללות אלפי עמדות קצה, רשתות מיחשוב שונות שכן או לא משתלבות האחת בשנייה ו"מרכזי נתונים" המשרתים את התשתיות הללו.
בדומה לכל מערך תקשו"ב גדול, קיים גוף ארגוני המטפל בנושא, והמערך מחייב גיבויים ויתירויות, גיבויים למערכות אספקת החשמל, אמצעים להגנה מפני תקיפות סייבר וכיוצא באלו. על פי הסטנדרט למערכות תקשו"ב קריטיות, בדרך כלל תהיה גם דרישה לגיבויים שיבטיחו יכולת תפקוד רצופה ובכלל זה, מימוש "מרכזי הנתונים" ביותר ממקום פיזי אחד וכיוצא באלו.
אבטחת נמל התעופה.
אבטחת השדה מתבצעת מול מספר סוגי איומים ובמספר "חגורות הגנה". ראשית, מחוץ לתחום שדה התעופה מתבצעת פעילות מניעה שיכולה לכלול סיורים לאיתור פעילות חשודה, קשר עם היישובים שסביב שדה התעופה לטובת זיהוי פעילויות חריגות וכדומה. נמלי התעופה בדרך כלל יהיו מוקפים גדר ולו לטובת מניעה של כניסה מקרית של בעלי חיים לאזור מסלולי הטיסה. חגורת אבטחה שנייה תכלול, בדרך כלל, סיורים סביב הגדר ההיקפית של הנמל ואמצעים שונים שנועדו לאתר חדירה. בחלק מנמלי התעופה נהוג להתקין אמצעים שנועדו למנוע שיגור טילי כתף לעבר המטוסים. מעגל אבטחה נוסף נועד למנוע כניסה של חשודים לשטח נמל התעופה. מעגל אבטחה זה מתחיל בעת הזמנת הטיסה והשוואת שמות הנוסעים ומספרי הדרכונים שלהם ל"רשימות חשודים". נקודת בקרה נוספת היא שער הכניסה לנמל התעופה. נוסעים נכנסים עוברים בידוק ביטחוני הן לגבי הכבודה שלהם והן חיפוש על גופם ובחלק משדות התעופה, גם תשאול של אנשי אבטחה. כניסה לאזור ההמתנה לטיסה תוגבל רק לנוסעים שעשו כבר בידוק ("צ'ק אין"), קיבלו ״כרטיס עלייה למטוס", ועברו סריקה של תיקי היד ובדיקה גופנית. חלק מחברות התעופה מפעילות גם אנשי אבטחה בטיסות עצמן.
טיפול במטענים ובחומרים מסוכנים.
נמלי תעופה גדולים תומכים גם בהעברת מטענים ולא רק נוסעים. בדרך כלל, יכלול נמל תעופה גם טרמינל מטענים. טרמינל המטענים ואזורי/מתקני האחסון השונים צריכים לתמוך פריקה ואחסון של מטענים ממטוסים שנחתו, עברו בדיקת מכס וממתינים לשינוע יבשתי בדרכם אל היעד, מטענים ששונעו אל הנמל ומיועדים להטענה במטוסים וטיסה ליעדם ומטענים שנפרקו מטיסות נוחתות ומיועדים לעבור לטיסות המשך. שינוע המטענים אל הטרמינל, מהטרמינל אל המטוסים ומהמטוסים אל הטרמינל מתבצע על ידי חברות המתמחות בתחום זה.
טיפול מיוחד מתבצע בכל הקשור לחומרים מסוכנים ולתחום זה יש רגולציה (אסדרה ייעודית), שנועדה לאפשר לחומרים כאלה להיות מובלים בדרך האוויר. חומרים אלה יכולים לכלול גזים מסוכנים, דלק, נוזלים רעילים, חומרי נפץ וכדומה.
גישה אל הנמל וממנו.
כמות הנוסעים שעוברת דרך נמל התעופה עשויה להיות מאוד גדולה. לדוגמה, בנמל התעופה בן-גוריון עברו למעלה מ־22 מיליון נוסעים במהלך 2018. מכיוון שכך, הגישה אל נמל התעופה וממנו היא נושא חשוב ועתיר משאבים. בנמלי תעופה גדולים, בדרך כלל, תהיה תחנת רכבת המאפשרת נסיעה אל הנמל וממנו - ליעדים רחוקים יחסית, תחנת מוניות המופעלת על ידי רשויות הנמל, חניונים גדולים המהווים חלק מנמל התעופה ושירות של קווי אוטובוס. עם כניסת החברות שמספקות "שירות הסעות לפי קריאה", כמו למשל, "גט" או "אובר", מתפתח ויכוח על הגישה שכן או לא יתנו להם אל שדה התעופה.
מערכת הסעים פנימית.
בחלק מנמלי התעופה הגדולים בעולם יש יותר מטרמינל אחד. מכיוון שייתכן מצב בו טיסה נכנסת מופנית לשער בטרמינל אחד בעוד שטיסת המשך יוצאת מטרמינל אחר, ומסיבות נוספות, נוצר צורך ביכולת לנוע בצורה נוחה בין הטרמינלים. בנמלי תעופה רבים ישנה מערכת היסעים ייעודית לצורך זה והיא יכולה להישען על "שאטלים" ייעודיים או אפילו סוג של רכבת קלה אוטונומית.
תפעול השדה.
שירותי כיבוי והצלה.
מכיוון שמטוסים מתאפיינים במשקל רב, מהירותם גבוהה והם מלאים בדלק - יש חשיבות רבה בטיפול מקצועי בכל המצבים בהם עלולה לקרות תאונה. מכיוון שכך, לנמלי התעופה יש תחנות לכיבוי אש, כלי רכב ייעודיים לכיבוי אש, מנופים ייעודיים שיכולים להניף מטוסים לגובה כדי לפנות אותם מהמסלול ושירותי אמבולנס. לשדות תעופה גדולים יש, בדרך כלל, הסכמים לשיתוף פעולה עם רשויות כיבוי האש והרפואה הדחופה במרחב שבו הם נמצאים.
מגדל הפיקוח.
מגדל הפיקוח מנהל את כל הקשור לפיקוח טיסה, אישורי המראות ונחיתות, טיסה במרחב האווירי שמעל לנמל, התנעת המטוסים, הזנקת צוותי חירום וסיוע לכל גורם בנמל הקשור לתפעולו השוטף. כשאיפה, יש לאפשר קשר עין רצוף בין הפקחים למטוסים, בכל מקום בנמל התעופה ומכיוון שכך, מגדלי הפיקוח הם בדרך כלל מגדלים גבוהים עם חלונות גדולים. אילוץ זה הביא לכך שבשדות תעופה רבים מגדל הפיקוח זוכה לתכנון ארכיטקטוני ייחודי ואפילו אומנותי.
בהמשך לכניסת טכנולוגיות חדשות הכוללות מצלמות איכותיות ויכולת לקיים תקשורת ברוחב פס גבוה, בחלק ממדינות העולם מתקיימים תהליכים שתכליתם ליצור "מגדל פיקוח וירטואלי" כאשר פקחי הטיסה יהיו ממוקמים פיזית במקום מרוחק מהמגדל.
ניהול המטוסים באוויר, גישה והקפה.
כל המרחב האווירי בעולם מחולק לסוגים שונים. מכיוון שבמטוסי נוסעים אין מכ"ם שמאפשר להם לראות האחד את השני בתוך עננים או בלילה, שמירת הפרדות מתאימות בין המטוסים ומניעת ההתנגשות ביניהם מוטלים על צירוף של חוקים מוגדרים מראש ובקרה מהקרקע. סביב שדות התעופה מוגדר "נפח אווירי ייעודי" שנמצא באחריות פקחי טיסה. נפח זה משתנה בגודלו ובאחריות הפיקוח עליו כתלות בגודלו. בחלק ממדינות העולם, טיסות מתחת 700 רגל מעל פני השטח ובכלל זה המראות ונחיתות במנחתים לא מאוישים, יכולות להתבצע ללא תאום מוקדם עם אף רשות מדינתית ושמירת ההפרדות ומניעת ההתנגשויות בין כלי הטיס היא באחריותם המלאה של הטייסים. בישראל, אין מרחב טיסה כזה באזורים של שדות התעופה. באיור שמשמאל, נפח האוויר שסביב מנחתים כאלה מוגדר כ־Non Towered Airport, מנחתים ללא מגדל פיקוח.
נפח האוויר שנמצא באחריות מגדל הפיקוח, בשדות תעופה קטנים, מוגדר על ידי גליל סביב השדה. באיור שמשמאל, זהו נפח מסוג D.
נפח האוויר שנמצא באחריות מגדל הפיקוח, בשדות גדולים יותר מופיע באיור משמאל כנפח אוויר מסוג C.
בנמלי תעופה גדולים (כמו למשל נמל התעופה בן-גוריון, יש נפח אווירי ייעודי הנמצא תחת פיקוח השדה. המטוסים שמגיעים מהמרחב האווירי "הגדול" עוברים לפיקוח ובקרה של פקחי הטיסה ("פקח גישה"), בטווח של עשרות ק"מ רבים מהנמל. פקחי הטיסה אחראים לוודא שבין המטוסים, בדרכם לנחיתה, נשמרים מרווחים מתאימים. לצורך זה, לכל שדה תעופה יש "תבנית הצטרפות לנחיתה" מוגדרת מראש ו"אזורי המתנה" כך שפקח הטיסה יכול לוודא שכניסת המטוסים לנחיתה מתבצעת במרווחים מתאימים. נפח אווירי מסוג זה, המוגדר כנפח מסוג B - נראה כמו עוגת חתונה במהופך ובישראל הוא נקרא Terminal Maneuvering Area, TMA. תבנית מוגדרת מראש להצטרפות לנחיתה נקראת: STAR, or Standard Terminal Arrival Route. תבנית מוגדרת מראש לעזיבה אחרי המראה ועד ל"מרחב האזורי" נקראת: SID, or Standard Instrument Departure.
בדרך כלל, מטוסים מצטרפים ינחתו ישירות מתהליך ההצטרפות. במקרים מיוחדים, אפשר להכניס את המטוס מההצטרפות ל"הקפה" סביב מסלול הנחיתה. שיטה זו יכולה לאפשר לפתוח מרווחים בין המטוסים, לתרגל טיסות בתנאי ראייה ולפתור מצבים בהם בגלל שמישות אמצעים או מגבלות אחרות - ההצטרפות מתבצעת בכיוון שאינו מתאים לנחיתה ישירה על המסלול, למשל, כי כוון הרוח הפוך.
אמצעי ניווט.
בשדות תעופה מותקנים, בדרך כלל, אמצעים רבים שייעודם לסייע לטייסים למצוא את שדה התעופה גם כאשר יש עננות או מגבלת ראות או להתכנס אל ציר המסלול וקו הגלישה לנחיתה, לקראת נחיתה. אמצעים אלו עשויים לכלול אחד או יותר מהאמצעים שלהלן:
כל תחום אמצעי ניווט בשדה התעופה, הן ברמת הדרישות והן ברמת הסטנדרטים הטכניים נקבע על ידי הארגון הבין־לאומי לתעופה אזרחית. החוקים והתקנים נאכפים באמצעות רשויות התעופה האזרחיות במדינות השונות.
כדי להשתמש בנתוני אמצעי הנווט השונים, על הטייסים להכיר את אמצעי הנווט, לכוון את התדר המתאים לשדה התעופה המסוים ולהכיר את "תבנית הטיסה" של אותו שדה. נתונים אלו נמצאים בפרסום פורמלי של המדינה שנקרא פרסום מידע תעופתי פנים ארצי. והוא באחריות רשות התעופה האזרחית. כדי להבטיח שכל הטייסים של כל המדינות החברות באמנות שיקגו, יוכלו לקרוא את הנתונים, מי שמכתיב את פורמט ההצגה הוא הארגון הבין־לאומי לתעופה אזרחית. בתוך תא הטייס, תיאור הנתונים האלו מופיע באיורים/ שרטוטים מוגדרים היטב המאוגדים ב"פנקס הנמכות". בשנים האחרונות, הולכות ונכנסות מערכות אלקטרוניות המאפשרות להציג את הנותנים על מסך דיגיטלי .
תאורות מסלול ותאורות גישה.