亞馬遜貨運航空（Amazon Air）在全球擁有超過100架貨機組成的貨運網路，但該公司本身並非直接執飛的航空公司。根據該公司說明，亞馬遜透過與專業貨運航空公司簽訂合約來提供服務，由合作夥伴提供機組人員、航空器維修支援以及營運所需的監管法規批准。目前這些合作航空公司每日為亞馬遜貨運網路執行超過250個航班。

在北美主要的合作航空公司中，航空運輸服務集團（ATSG）旗下的航空運輸國際（ATI）與ABX Air為主要營運商。根據ATSG的2024年監管申報文件，截至2024年底，ATSG向亞馬遜租賃30架波音767貨機，並同時營運21架由亞馬遜提供的波音767貨機。此外，總部位於明尼阿波利斯的太陽鄉村航空（Sun Country Airlines）自2020年起營運亞馬遜貨運航班，目前執飛20架亞馬遜擁有的貨機。

在大型貨機與國際市場方面，亞馬遜於2022年與夏威夷航空（Hawaiian Airlines）達成協議，由夏威夷航空維修並營運初始由10架空中巴士A330-300客改貨機組成的機隊。在海外網路運作上，亞馬遜在歐洲由ASL航空愛爾蘭（ASL Airlines Ireland）營運貨機，在印度透過ASL集團旗下的QuikJet Airlines執飛，在加拿大亦曾由Cargojet營運亞馬遜擁有的波音767貨機。

根據Cirium的機隊數據顯示，合作營運商21 Air為亞馬遜營運8架貨機。該公司營運的一架亞馬遜塗裝貨機於9月6日在邁阿密國際機場發生跑道偏出事故。美國國家運輸安全委員會（NTSB）目前正在對該起事故進行調查，官方尚未公布任何調查原因。