Ստամբուլում գործում են երկու միջազգային օդանավակայաններ։ Ամենամեծը Աթաթուրքի անվան միջազգային օդանավակայանն է, որը գտնվում է քաղաքից 24 կիլոմետր (15 մղոն) հեռավորության վրա։ 2015 թվականի դրությամբ, օդանավակայանը տեղափոխել է 61,3 միլիոն մարդու։ Այս ցուցանիշներով Ստամբուլը Եվրոպայում երրորդն է և ութերորդը՝ աշխարհում[340]։ Սաբիհա Գյոքչենի անվան միջազգային օդանավակայանը, որը քաղաքի կենտրոնից գտնվում է 45 կիլոմետր (28 մղոն) հեռավորության վրա, բացվել է 2001 թվականին՝ Աթաթուրքի անվան օդանավակայանը բեռնաթափելու նպատակով։ Հիմնականում սպասարկելով բյուջետային ավիաընկերությունների՝ Ստամբուլի երկրորդ օդանավակայանը դարձել է ավելի հայտնի 2009 թվականին, երբ բացվել է նոր միջազգային տերմինալը[341]։ 2012 թվականի տվյալներով օդանավակայանը տեղափոխել է 14.7 միլիոն մարդու։ Մեկ տարի անց Օդանավակայանների միջազգային խորհուրդը օդանավակայանը ճանաչել է աշխարհում ամենաարագ աճողը[342][343]։ Աթաթուրքի անվան օդանավակայանը նույնպես արագ աճում է։ 2011 և 2012 թվականներին ուղևորների ընդհանուր թիվը աճել է 20,6 %-ով։ Այս ցուցանիշով օդանավակայանը աշխարհի թոփ 30 օդանավակայանների շարքում առաջինն է[340]։ Ստամբուլի օդանավակայանների ծանրաբեռնվածության պատճառով՝[344] երրորդ միջազգային օդանավակայանը կառուցվում է Սև ծովի ափին[345]։ Աթաթուրքի անվան օդանավակայանում նոր թռիչքուղու կառուցումը մերժվեց, քանի որ այն բավականաչափ ծախսատար էր[344]։ Նոր օդանավակայանի կառուցման դեմ պայքարում են բնապահպանները՝ կապված շրջակա միջավայրի վնասների հետ[346]։ Ներկայումս կառուցման փուլում է գտնվում Ստամբուլի նոր օդանավակայանը, որը շահագործումից հետո լինելու է աշխարհի ամենամեծ օդանավակայանը։ Նախագծի չորս փուլերի ավարտից հետո, օդանավակայանը տարեկան կսպասարկի 150 միլիոն ուղևորների[347][348][349]։