Sachverhalt:
A. Die Versicherungseinrichtung des Flugpersonals der Swissair ist Eigentümerin der Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 an der Rümlangstrasse 61 im Gebiet Reckholderen in Oberglatt. Am 14. September 2007 ersuchte sie um einen Vorentscheid mit Verbindlichkeit gegenüber Dritten über verschiedene Fragen betreffend die Überbaubarkeit dieser Parzellen unter Gesichtspunkten des Lärmschutzes. Mit Verfügung vom 28. Januar 2008 entschied die Baudirektion, für die unerschlossenen Teile des fraglichen Gebiets könne aus lärmschutzrechtlicher Sicht keine Baubewilligung in Aussicht gestellt werden (Dispositiv-Ziff. I.1). Für ein erschlossenes Teilgebiet in einer Bautiefe von 30 m längs der Reckholderenstrasse stellte sie Baubewilligungen unter verschiedenen Auflagen und Bedingungen in Aussicht (Dispositiv-Ziff. I.2). Mit Beschluss vom 26. Februar 2008 eröffnete die Baukommission Oberglatt der Grundeigentümerin die Verfügung der Baudirektion und beantwortete die zum Vorentscheid gestellten Fragen im Sinn dieser Verfügung. Gleichzeitig hielt sie fest, dass sie mit deren Beurteilung nicht einig gehe.
Die Grundeigentümerin und die Gemeinde Oberglatt erhoben gegen die Verfügung der Baudirektion gemeinsam Rekurs an die kantonale Baurekurskommission I. Diese wies das Rechtsmittel am 19. Dezember 2008 ab.
Gegen den Rekursentscheid gelangten die Grundeigentümerin und die Gemeinde Oberglatt an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Sie beantragten, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben und es sei:
"1. im Hauptstandpunkt:
a) festzustellen, dass die Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 mindestens bis zu einer Bautiefe von 95 m ab der Reckholderenstrasse und der Rümlangstrasse, ab letzterer eventuell mindestens bis zu einer solchen von 30 m, im Sinne von <ref-law> und <ref-law> in Verbindung mit §§ 234 und 236 f. PBG erschlossen sind,
b) in Anwendung von <ref-law> für die Erschliessung der noch nicht erschlossenen Restflächen der beiden Grundstücke eine Ausnahmebewilligung in Aussicht zu stellen,
c) gestützt auf <ref-law> für die gemäss lit. b erschlossenen oder gemäss lit. c erschliessbaren Flächen [gemeint ist wohl: die gemäss lit. a erschlossenen oder gemäss lit. b erschliessbaren Flächen] der beiden Grundstücke eine Baubewilligung für Wohnbauten in Aussicht zu stellen,
2. im Eventualstandpunkt:
das Verfahren an die Vorinstanz mit der Verpflichtung zurückzuweisen, dieses an die Baudirektion mit der Anordnung weiterzuweisen, die überbaubaren Flächen im Sinne der im Hauptstandpunkt gestellten Anträge abzugrenzen,
alles unter Kosten- und Entschädigungsfolgen zulasten der Baudirektion im Beschwerde- und Rekursverfahren sowie unter Kostenfolge zulasten der Baudirektion für das Vorentscheidsverfahren."
Das Verwaltungsgericht wies die Beschwerde mit Entscheid vom 5. Mai 2010 ab, soweit es darauf eintrat.
B. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten an das Bundesgericht vom 24. Juni 2010 beantragen die Versicherungseinrichtung des Flugpersonals der Swissair und die Politische Gemeinde Oberglatt, das Urteil des Verwaltungsgerichts vom 5. Mai 2010 sei aufzuheben, und es sei
"im Hauptstandpunkt:
1. für die bereits im Sinne von <ref-law> und <ref-law> gemäss Antrag Ziff. 2 erschlossenen bzw. erschliessbaren Flächen der Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 in Reckholderen, Rümlang [recte: Oberglatt], eine Ausnahmebewilligung im Sinne von <ref-law> in Aussicht zu stellen;
2. a) festzustellen, dass die Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 in Reckholderen, Rümlang [recte: Oberglatt], mindestens bis zu einer Bautiefe von 95 m ab der Reckholderenstrasse und der Rümlangstrasse, mindestens aber im Eventualstandpunkt bis zu einer Bautiefe von 60 m ab der Reckholderen- und 30 m ab der Rümlangstrasse, im Sinne von <ref-law> und <ref-law> in Verbindung mit Art. 19 RPG erschlossen sind;
b) für die gemäss lit. a noch nicht erschlossenen Flächen der Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 eine Ausnahmebewilligung im Sinne von <ref-law> in Aussicht zu stellen;
im Eventualstandpunkt:
3. das Verfahren an die Vorinstanz mit der Auflage zurückzuweisen,
a) über die Tiefe der gemäss <ref-law> in Verbindung mit <ref-law> und Art. 19 RPG erschlossenen Flächen von Kat.-Nrn. 802 und 803 ab der Reckholderenstrasse und ab der Rümlangstrasse zu entscheiden und für die verbleibenden Restflächen neu zu überprüfen, ob für deren Erschliessung eine Ausnahmebewilligung im Sinne von <ref-law> erteilt werden kann;
b) neu zu überprüfen, ob für die Überbauung der erschlossenen und erschliessbaren Flächen gestützt auf <ref-law> eine Ausnahmebewilligung erteilt werden kann;
alles unter Kosten- und Entschädigungsfolgen zulasten der Beschwerdegegnerin."
C. Die Vorinstanz beantragt ohne weitere Bemerkungen die Abweisung der Beschwerde, soweit darauf eingetreten werden könne. Die Baudirektion stellt den Antrag, die Beschwerde sei abzuweisen. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) teilt mit, der Entscheid des Verwaltungsgerichts stehe mit dem Lärmschutzrecht des Bundes im Einklang. In weiteren Eingaben halten die Verfahrensbeteiligten an ihren Anträgen und deren Begründung fest.

Erwägungen:
1. 1.1 Das angefochtene Urteil beruht auf Umweltschutzrecht des Bundes. Es betrifft eine öffentlich-rechtliche Angelegenheit im Sinne von <ref-law>. Ein Ausschlussgrund nach <ref-law> liegt nicht vor.
1.2 Das Verwaltungsgericht setzt sich im angefochtenen Urteil mit einem Entscheid der Baurekurskommission auseinander, in welchem letztere einen abschlägigen Vorentscheid der Baudirektion zur lärmrechtlichen Situation auf den Grundstücken Kat.-Nr. 802 und 803 bestätigt hatte. § 323 Abs. 1 des kantonalen Planungs- und Baugesetzes vom 7. September 1975 (PBG/ZH; LS 700.1) sieht vor, dass über Fragen, die für die spätere Bewilligungsfähigkeit eines Bauvorhabens grundlegend sind, Vorentscheide eingeholt werden können. Ein solcher Vorentscheid schliesst das baurechtliche Bewilligungsverfahren demzufolge im Grundsatz nicht ab. Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts stellt ein positiv lautender baurechtlicher Vorentscheid grundsätzlich einen Zwischenentscheid im Sinne von <ref-law> dar (<ref-ruling> E. 1 S. 31 ff.). Anders verhält es sich beim negativen Vorentscheid. Lehnt die zuständige Behörde bzw. die letzte kantonale Instanz im Vorentscheid das in Frage stehende Bauvorhaben ab, so bewirkt dies für den Gesuchsteller eine rechtsverbindliche Ablehnung der baurechtlichen Bewilligung für das konkrete Projekt. Das Baubewilligungsverfahren wird damit abgeschlossen, denn die Bauherrschaft wird ein von vornherein zum Scheitern verurteiltes Vorhaben nicht weiter verfolgen. Soweit der angefochtene Entscheid einen solchen Bauabschlag bestätigt, erweist er sich deshalb als Endentscheid im Sinne von <ref-law> (Urteil des Bundesgerichts 1C_456/2009 vom 5. August 2010 E. 1.1; Urteil 1C_263/2008 vom 25. November 2008 E. 1.2 mit Hinweisen zur Rechtslage vor Inkrafttreten des BGG).
1.3 Die Versicherungseinrichtung des Flugpersonals der Swissair ist als Grundeigentümerin und Adressatin des angefochtenen Entscheids zur Beschwerdeführung berechtigt (<ref-law>).
Die Beschwerdeberechtigung der Gemeinde Oberglatt ist gestützt auf <ref-law> (SR 814.01) und <ref-law> zu bejahen (vgl. <ref-ruling> E. 3b S. 304 f.). Sie wird durch den angefochtenen Entscheid in ihren hoheitlichen Befugnissen als Inhaberin der Baupolizeikompetenz und Trägerin der kommunalen Raumplanung betroffen.
1.4 Die übrigen Sachurteilsvoraussetzungen sind erfüllt und geben zu keinen weiteren Bemerkungen Anlass, weshalb auf die Beschwerde grundsätzlich einzutreten ist.
2. 2.1 Nach <ref-law> dürfen Baubewilligungen für neue Gebäude, die dem längeren Aufenthalt von Personen dienen, unter dem Vorbehalt von Absatz 2 nur erteilt werden, wenn die Immissionsgrenzwerte nicht überschritten werden. Sind die Immissionsgrenzwerte überschritten, so werden nach <ref-law> Baubewilligungen für Neubauten nur erteilt, wenn die Räume zweckmässig angeordnet und die allenfalls notwendigen zusätzlichen Schallschutzmassnahmen getroffen werden. <ref-law> (SR 814.41) präzisiert hierzu, dass Neubauten und wesentliche Änderungen von Gebäuden mit lärmempfindlichen Räumen nur bewilligt werden dürfen, wenn diese Werte eingehalten werden können durch die Anordnung der lärmempfindlichen Räume auf der dem Lärm abgewandten Seite des Gebäudes (lit. a) oder durch bauliche oder gestalterische Massnahmen, die das Gebäude gegen Lärm abschirmen (lit. b). Können die Immissionsgrenzwerte durch Massnahmen nach Abs. 1 nicht eingehalten werden, so darf die Baubewilligung nur erteilt werden, wenn an der Errichtung des Gebäudes ein überwiegendes Interesse besteht und die kantonale Behörde zustimmt (<ref-law>).
2.2 Nach Artikel 24 Abs. 2 USG ist eine bestehende, aber nicht erschlossenen Bauzone für Wohngebäude oder andere Gebäude, die dem längeren Aufenthalt von Personen dienen, einer weniger lärmempfindlichen Nutzungsart zuzuführen, sofern in dieser Zone die Planungswerte überschritten werden und diese nicht durch planerische, gestalterische oder bauliche Massnahmen im überwiegenden Teil dieser Zone eingehalten werden können. Da die Planungswerte nur im überwiegenden Teil der Bauzone eingehalten werden müssen, kann die Vollzugsbehörde für kleine Teile von Bauzonen Ausnahmen vom Erschliessungsverbot gewähren (<ref-law>).
2.3 Die Vollzugsbehörde ermittelt die Aussenlärmimmissionen ortsfester Anlagen oder ordnet deren Ermittlung an, wenn sie Grund zur Annahme hat, dass die massgebenden Belastungsgrenzwerte überschritten werden oder ihre Überschreitung zu erwarten ist (<ref-law>). Nach <ref-law> berücksichtigt die Behörde dabei die Zu- oder Abnahme der Lärmimmissionen, die zu erwarten ist wegen der Errichtung, Änderung oder Sanierung ortsfester Anlagen, insbesondere wenn entsprechende Projekte im Zeitpunkt der Ermittlung bereits bewilligt oder öffentlich aufgelegt worden sind (lit. a), und wegen der Errichtung, Änderung oder dem Abbruch anderer Bauten, wenn die Projekte im Zeitpunkt der Ermittlung bereits öffentlich aufgelegt sind (lit. b). <ref-law> legt für Fluglärmimmissionen fest, dass diese grundsätzlich durch Berechnungen ermittelt werden. Die Berechnungen sind nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen. Das Bundesamt für Umwelt empfiehlt geeignete Berechnungsverfahren. Die Anforderungen an die Berechnungsverfahren und Messgeräte richten sich nach Anhang 2 LSV (<ref-law>). Letzterer sieht u.a. in Ziff. 1 Abs. 1 lit. d vor, dass die Verfahren zur Berechnung der Lärmimmissionen die Auswirkungen von Bauten und natürlichen Hindernissen auf die Schallausbreitung (Hindernisdämpfung und Reflexionen) berücksichtigen müssen. Und schliesslich werden gemäss <ref-law> bei Gebäuden die Lärmimmissionen in der Mitte der offenen Fenster lärmempfindlicher Räume ermittelt. Fluglärmimmissionen können nach dieser Bestimmung auch in der Nähe der Gebäude ermittelt werden.
3. 3.1 Die Beschwerdeführerinnen verlangen vorliegend im Wesentlichen, es sei festzustellen, dass die Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 mindestens bis zu einer Bautiefe von 95 m ab der Reckholderenstrasse und der Rümlangstrasse, ab letzterer eventuell mindestens bis zu einer solchen von 60 m ab der Reckholderen- und 30 m ab der Rümlangstrasse, im Sinne von <ref-law> und <ref-law> in Verbindung mit Art. 19 RPG (SR 700) erschlossen seien. Zudem sei in Anwendung von <ref-law> für die Erschliessung der noch nicht erschlossenen Restflächen der beiden Grundstücke eine Ausnahmebewilligung in Aussicht zu stellen. Ausserdem sei für die im Sinne von <ref-law> und <ref-law> erschlossenen oder erschliessbaren Flächen der beiden Grundstücke eine Ausnahmebewilligung nach <ref-law> in Aussicht zu stellen. Im Zusammenhang mit den beantragten Ausnahmebewilligungen bringen die Beschwerdeführerinnen zusätzlich vor, die Vorinstanz habe durch das Offenlassen der Frage, welcher Betriebszustand des Flughafens Zürich für die Ermittlung der Lärmbelastung massgebend sei, Bundesrecht verletzt. Es sei einzig auf das vorläufige Betriebsreglement 2005 abzustellen. Sie rügen damit sinngemäss eine Verletzung von <ref-law>.
3.2 Die Vorinstanz nimmt in Anlehnung an den Entscheid der Baurekurskommission sowohl Bezug auf das Betriebsreglement 2005 als auch auf die tatsächliche nominelle Belastung des Jahres 2000 (NOM 2000). Entgegen des von den Beschwerdeführerinnen vermittelten Eindrucks stellt das Verwaltungsgericht aber nicht unbesehen auf die NOM 2000 ab, sondern lässt offen, ob diese Werte auch zu berücksichtigen seien.
Nach den Feststellungen des Verwaltungsgerichts ergibt sich, dass bei den Baugrundstücken die Lärmbelastung am Tag (06-22 h) 61-63 dB und während der ersten Nachtstunde (22-23 h) 61-65 dB beträgt. Dies entspricht im Wesentlichen der kartografischen Darstellung der kantonalen Fachstelle Lärmschutz. Das Verwaltungsgericht berücksichtigte zudem, dass der Immissionsgrenzwert am Tag gemäss dem Betriebsreglement 2005 auf einem Teil des Grundstücks Kat.-Nr. 802 mit 60 dB eingehalten ist. Im Übrigen sind die gemäss Ziff. 221 und 222 Anhang 5 LSV massgebenden Immissionsgrenzwerte der Empfindlichkeitsstufe II sowohl am Tag (06-22 h) wie auch in der ersten Nachtstunde (22-23 h) überschritten. Gemäss den Werten NOM 2000 ist überdies in der nordöstlichen Ecke des Grundstücks Kat.-Nr. 802 in der ersten Nachtstunde auch der Alarmwert überschritten. Ob dieser Wert allerdings massgebend sei, liess das Verwaltungsgericht ausdrücklich offen, da es in seiner Interessenabwägung beide Betriebszustände und nicht nur die höheren Werte gemäss NOM 2000 berücksichtigte. Zudem trug die Vorinstanz dem Umstand Rechnung, dass auf einem Teil der Grundstücke wegen des Verkehrs auf der Rümlangstrasse auch die Immissionsgrenzwerte des Strassenverkehrs (Anhang 3 LSV) überschritten sind.
3.3 Bereits im Urteil 1A.34/2006 vom 13. November 2006 (publ. in: URP 2007 S. 201) hat das Bundesgericht festgehalten, es sei rechtens, bei der Beurteilung der Frage, ob in einem bestimmten Gebiet die Planungswerte überschritten seien, auf die Lärmbelastung gemäss dem aktuellen Flughafen-Betriebsreglement abzustellen. Da heute das Betriebsreglement 2005 gilt, durfte das Verwaltungsgericht die darauf beruhenden Werte beiziehen. Die Vorinstanz hat in erster Linie die Daten des Betriebsreglements 2005 als massgeblich erachtet. Mit Blick auf die Gesamtsituation und die offensichtlich deutliche Überschreitung der Belastungsgrenzwerte in der ersten Nachtstunde sowohl nach dem NOM 2000 als auch nach dem Betriebsreglement 2005 liegt keine Verletzung der Ermittlungspflicht gemäss <ref-law> vor (vgl. Urteil des Bundesgerichts 1C_456/2009 vom 5. August 2010 E. 2.6).
4. 4.1 Nach <ref-law> kann eine Baubewilligung trotz Überschreitung der Immissionsgrenzwerte erteilt werden, wenn ein überwiegendes Interesse an der Errichtung des Gebäudes besteht. Mit der Forderung nach einem überwiegenden Interesse erinnert die Verordnung daran, dass das Interesse an der Realisierung des Gebäudes den Anliegen des Lärmschutzes gegenüberzustellen und gegen diese abzuwägen ist (vgl. Robert Wolf, Kommentar USG, N. 34 f. zu Art. 22). Im Rahmen von Sinn und Zweck von <ref-law> wird ein die Interessen am Schutz der Bevölkerung vor Lärm überwiegendes Interesse vor allem dann anerkannt, wenn es sich um öffentliche Interessen handelt. Das private Interesse des Eigentümers an einer besseren Nutzung seines Grundstücks allein reicht nicht aus, da sonst in allen Fällen eine Ausnahmebewilligung erteilt werden müsste (vgl. Robert Wolf, a.a.O., N. 34 zu Art. 22).
4.2 Das Verwaltungsgericht führt in seinem Entscheid eine Interessenabwägung durch. Es kommt dabei zum Schluss, dass vorliegend kaum öffentliche Interessen an einer Gewährung von Ausnahmen nach <ref-law> bestünden. Unter diesen Umständen erscheine der Entscheid der Baudirektion, welche für eine erste Bautiefe entlang der Reckholderenstrasse Baubewilligungen in Aussicht gestellt habe, noch als vertretbar. Weitere Ausnahmen nach <ref-law> kämen aber nicht in Frage.
4.3 Diese Ausführungen sind zutreffend. Die vom Verwaltungsgericht vorgenommene Interessenabwägung ist - unter Berücksichtigung des erheblichen Ermessenspielraumes der kantonalen Behörde - nicht zu beanstanden. Dem Einwand der Beschwerdeführerinnen, das Verwaltungsgericht habe das raumplanerische Interesse der Gemeinde an einer massvollen baulichen Erweiterung ihres Dorfkerns nicht hinreichend gewürdigt, kann nicht zugestimmt werden. Die Vorinstanz hat im Gegenteil anerkannt, dass gewisse öffentliche Interessen an der Entwicklung des Ortskerns bestehen. Diese stehen jedoch nach zutreffender Auffassung des Verwaltungsgerichts nicht über der Zielsetzung der Bestimmungen von Art. 22 und 24 USG sowie Art. 29-31 LSV, die bauliche Entwicklung im übermässig mit Lärm belasteten Gebiet zu begrenzen. Daran ändert auch nichts, dass nach den Angaben der Beschwerdeführerinnen im Nahbereich des Flughafens eine ausserordentlich hohe Nachfrage nach Wohnraum bestehen soll. Diese Nachfrage soll aufgrund der erwähnten lärmschutzrechtlichen Vorschriften grundsätzlich nicht an Orten mit übermässiger Lärmbelastung gedeckt werden. Die Kosten für die Erschliessung der Parzellen werden im Übrigen nicht nutzlos, haben die Beschwerdeführerinnen nach dem Entscheid der Baudirektion vom 28. Januar 2008 doch die Möglichkeit, das erschlossene Teilgebiet längs der Reckholderenstrasse in einer Bautiefe von 30 m zu überbauen.
4.4 Weiter stellt sich die Frage, inwieweit für die noch nicht erschlossenen Teile der Grundstücke Kat.-Nrn. 802 und 803 eine Ausnahmebewilligung im Sinne von <ref-law> zur Ergänzung der Erschliessung erteilt werden könne. Hierzu ergibt sich, dass nach lärmschutzrechtlichen Grundsätzen nur für die erste Bautiefe entlang der Reckholderenstrasse eine Baubewilligung in Aussicht gestellt werden konnte (E. 4.3 hiervor). Für den wesentlich grösseren und stärker mit Lärm belasteten Teil der Baugrundstücke kommen solche Ausnahmen nicht in Frage. Können aber nach <ref-law> keine Bauten bewilligt werden, erscheint eine Erschliessung des Gebiets von vornherein als nutzlos. Eine zusätzliche Erschliessung ist auch nach den Grundsätzen von <ref-law> nicht zulässig, weil die in Frage kommenden Flächen (rund 20'000 - 25'000 m2) am Siedlungsrand von Oberglatt nicht mehr als kleine Teile einer Bauzone bezeichnet werden können (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 222 ff. mit Hinweisen). Einer zusätzlichen Erschliessung im Sinn von <ref-law> kann unter diesen Umständen nicht zugestimmt werden.
4.5 Zusammenfassend ergibt sich, dass der angefochtene Entscheid nicht gegen Bundesrecht verstösst. Die weiteren Rügen der Beschwerdeführerinnen, welche insbesondere die Erschliessung der Bauparzellen betreffen, führen im Lichte von Art. 22 und 24 USG zu keinem anderen Ergebnis, nachdem festgestellt werden musste, dass die massgebenden Immissionsgrenzwerte nicht eingehalten werden können und keine weitergehenden Ausnahmen im Sinne von <ref-law> gerechtfertigt sind.
5. Der Gemeinde Oberglatt, die in ihrem amtlichen Wirkungskreis handelt und kein eigenes Vermögensinteresse verfolgt, sind keine Gerichtskosten aufzuerlegen (<ref-law>). Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend sind die Gerichtskosten in reduziertem Umfang der unterliegenden Grundeigentümerin aufzuerlegen (<ref-law>). Der unterliegenden privaten Beschwerdeführerin ist keine Parteientschädigung zuzusprechen. Gleiches gilt für die beteiligten Behörden, die in ihrem amtlichen Wirkungskreis obsiegen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten werden im Umfang von Fr. 3'000.-- der Versicherungseinrichtung des Flugpersonals der Swissair auferlegt.
3. Es werden keine Parteientschädigungen zugesprochen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien, der Baudirektion des Kantons Zürich, der Baukommission der Gemeinde Oberglatt, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 1. Abteilung, 1. Kammer, und dem Bundesamt für Umwelt schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 13. Dezember 2010
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Féraud Haag