荷蘭皇家航空公司創立於1919年10月7日，是現時仍以原有名稱運作的歷史最悠久航空公司。是現時世界上擁有定期航班歷史最悠久的航空公司。荷航首個航班是在1920年5月17日由倫敦飛往阿姆斯特丹。1924年10月開辟通往印尼（當時是荷屬東印度）的第壹條洲際航線後，於1929年開通了到亞洲的定期航班。1946年5月，荷航首航美國，開辟了跨越大西洋的洲際航線。
荷蘭皇家航空在同意被法國航空收購前，是荷蘭的國家航空公司（flag carrier）。由荷蘭政府持有荷航KLM25%股份，其他75%股份上市交易。荷航股票在阿姆斯特丹、紐約及巴黎證券交易所上市。
荷航與美國西北航空公司有長期聯營關系，1993年，美西北航空與荷蘭皇家航空結盟，荷航與美西北航空有反壟斷豁免夥伴關系。兩家航空公司在美國目的地城市至阿姆斯特丹的各航線上聯合運營航班。兩家航空公司在2004年9月同時加入法國航空牽頭成立的天合聯盟（SkyTeam Alliance）。
法國航空在2004年5月收購荷蘭皇家航空，並因此組成了法國航空-荷蘭皇家航空集團（Air France-KLM Group）。荷航成為法國航空-荷蘭皇家航空集團100%持股的子公司。荷航本身的獨立地位維持不變，法航與荷航各自以獨立的品牌名稱經營。Air France-KLM在法國的法律之下成立。現時，Air France-KLM是歐洲最大的航空公司。Air France-KLM 是天合聯盟的成員。
Air France-KLM在法國的法律之下成立，而總部則設於巴黎戴高樂國際機場。Air France-KLM是法國及荷蘭的主要航空公司，其中荷蘭皇家航空總部設於阿姆斯特丹，主要是經營以阿姆斯特丹史基浦機場（Schiphol Airport）為航空樞紐的部分。Air France-KLM 是“天合聯盟”的成員。