A330共有三個型號，它們分別為A330-300、A330-200和A330-200F。
前兩者均為客機機型，後者為全貨機型號，技術方面、前者的機身全長63.6公尺，較後者的59.0米長，在續航距離方面，分別為10,500公里（5,650浬）及13,400公里（7,235浬）。
A330-200
Airbus A330-200
越南航空的A330-200A330-200是A330的短機身版本，主要是用作取代同廠的A300-600R，以及與波音的767-300ER競爭。
由於機身較短的關係，A330-200使用的垂直尾翼比A330-300的高，另外，A330-200的油箱容量也加大，其最大起飛載量為275噸，一架擁有三級客艙的A330-200客機，在載有253名乘客的情況下，其續航距離為13,400公里（7,235浬）。
在發動機方面，A330-200可選配通用電氣的CF6-80E、普惠的PW4000或勞斯萊斯的Trent 700，全部發動機均切合ETOPS的180分鐘標準，首批A332客機於1998年4月交付予加拿大3000航空及ILFC。
由於其載重量、耗油量、續航距離均遠較其主要對手767-300ER來的多和遠，所以A330-200自推出以來，受到不少買家的歡迎，空巴在2004年共售出23架A330-200，比波音767的9架為多。
有見及此，波音便要求勞斯萊斯及通用電氣，設計供波音787客機使用的發動機，其耗油量比A330-200的發動機低15%。
A330-200的同類產品分別為波音的767-300ER及787-9、A350-800。
使用A330-200的航空公司，計有香港航空、夏威夷航空、全美航空、愛爾蘭航空、英倫航空（BMI British Midland）、英國湯瑪士•庫克航空（Thomas Cook Airlines）、英國君主航空（Monarch Airlines）、法國航空、荷蘭皇家航空、科西嘉國際航空、LTU國際航空、德國漢莎航空、瑞士國際航空、葡萄牙航空、西班牙彗星航空、義大利Eurofly、丹麥MyTravel Airways、中國國際航空、中國東方航空、中國南方航空、四川航空、長榮航空、大韓航空、馬來西亞航空、越洋航空、格陵蘭航空、加勒比航空、埃及航空、阿爾及利亞航空、葉門航空、黎巴嫩的中東航空、阿聯國際航空、阿聯聯合航空、海灣航空、卡達航空、印度航空、印度的捷達航空（Jet Airways）、斯裡蘭卡航空、美國西北航空、澳洲航空、澳洲捷星航空、喀裡多尼亞航空（Aircalin）、巴西天馬航空、哥倫比亞航空（Avianca Columbia）、土耳其航空、模裡西斯航空、海南航空、越南航空、印尼嘉魯達航空、印度翠鳥航空及皇家約旦航空。
A330-300
中華航空的A330-300A330-300也是為了取代A300而設計的機種，機身設計是A300-600的加長版本，但使用了新款機翼、穩定裝置及新版本的電傳操縱系統軟體。
一架三等式客艙設計的A330-300最高可載295人，而二級或全經濟客艙則分別可載335及440人，其續航距離為10,500公里（5,650浬）。
除此之外，貨機版本的容量也頗高，可媲美波音747，一些航空公司會在夜間時段以A330-300客機運營載貨航班。
A333於1993年起開始服役，使用與A330-200相同的發動機，分別為通用電氣的CF6-80E、普惠的PW4000或勞斯萊斯的Trent 700，並切合ETOPS的180分鐘標準。
A333的同類產品，是波音的777-200和767-400ER。
使用A330-300的航空公司，計有加拿大航空、越洋航空、美國西北航空、芬蘭航空、全美航空、加勒比航空、愛爾蘭航空、西班牙Iberworld Airlines、德國漢莎航空、LTU國際航空、科西嘉國際航空、丹麥MyTravel Airways、北歐航空、布魯塞爾航空、卡達航空、大韓航空、韓亞航空、長榮航空、復興航空、中華航空、中國南方航空、中國東方航空、中國國際航空、四川航空、海南航空、國泰航空、港龍航空、越南航空、馬來西亞航空、亞洲航空、宿務太平洋航空、印尼嘉魯達航空、菲律賓航空、泰國國際航空、新加坡航空、澳洲航空、瑞士國際航空、沙烏地阿拉伯航空及維珍航空。
A330 MRTT
A330-200提供加油機版本，可用作空中加油及戰略運輸。
2004年1月，英國國防部宣佈會在未來30年的戰略計劃中，採用A330 MRTT加油機，為英國皇家空軍軍機作空中加油。
另外在同年4月16日，澳洲皇家空軍也訂購了5架A330 MRTT軍機，以取代機齡漸高的波音707。
另外，空中巴士正在以一個與MRTT相似的A330變種，競投一個美國空軍的加油機採購合約；該合約包括採購600架加油機，以取代機齡已高的KC-135與KC-10。
歐洲航空防務太空公司（EADS）正與美國的諾斯洛普•格魯曼公司共組競投，若成功競投EDAS將需投資約6億美元，在美國設立生產基地。
最初，美國空軍在採購加油機時，屬意波音公司開發的KC-767（767的變種），但到了2003年12月，由於其中一名採購人員Darleen Druyun（於該年一月加入波音公司）涉嫌貪汙而被調查，美國空軍宣佈凍結與波音公司的合作。
2006年初，美國眾議院通過一項防衛法案，解除先前禁止空中巴士參與競投的禁令。為支持可能簽訂的合約，空中巴士最近宣佈，將會在美國阿拉巴馬州的莫拜爾（Mobile）設立工程與組裝生產線。
