Certaines compagnies aériennes sont dites virtuelles : elles ne possèdent rien (ni avions, ni lignes) mais elles organisent les vols avec d'autres moyens, principalement avec des compagnies charters, qu'elles affrètent sur une base régulière.
À titre d'exemple on peut citer : Point-Afrique, une coopérative de voyageurs qui dessert de nombreux aéroports d'Afrique du Nord et d'Afrique de l'Ouest.
On entend aussi par compagnie aérienne virtuelle (en anglais virtual airline ou VA) un groupe ou club d'amateurs de simulateur de vol dont l'objectif est de simuler également la vie d'une véritable compagnie aérienne, avec ses vols réguliers sur des destinations précises dans le respect des procédures réelles de l'aviation civile. Les pilotes de ces compagnies se retrouvent également en réseau, où ils peuvent bénéficier des services de contrôleurs aériens "joueurs" comme eux, mais qui respectent eux aussi strictement les procédures réelles au décollage, à l'atterrissage et en vol.
La règlementation européenne, qui prévoit qu'une compagnie doit avoir à sa disposition au moins un appareil, en propriété ou en location (rglt 2407 (92)), interdit donc la réalisation d'une compagnie virtuelle. Cependant, certaines agences de voyages utilisent abusivement la notion de vols réguliers et cherchent à se faire passer pour des compagnies aériennes.
C'est pour les différencier que le terme Compagnie aérienne virtuelle est utilisé.