При расчете пропускной способности аэропорта, определяемой как максимальное число обслуживаемых самолетов в течение одного часа, используются методы теории очередей и исследуется последовательность очередей, движение которых определяется числом обслуживающих центров (ВПП) и характеристиками предоставляемых услуг. Простой аналогией этой модели является очередь за авиабилетами, в которой каждая сделка занимает конечный промежуток времени. Количество билетов, продаваемых за фиксированное время, можно увеличить либо увеличивая количество очередей (кассиров), либо сокращая время обслуживания клиента. Точно так же пропускную способность аэропорта можно увеличить, увеличивая число ВПП или сокращая время, необходимое для взлета или посадки одного самолета, путем улучшения работы службы управления воздушным движением.

Для определения пропускной способности аэропорта используются методы математического моделирования на ЭВМ. В математической модели работы аэропорта каждый самолет движется в очереди в соответствии с некоторым сводом правил предоставления стандартных услуг, определяющих скорость движения очереди. Подобно продаже билетов, число самолетов, ожидающих своей очереди, зависит как от запланированных операций, так и от случайных обстоятельств. Правила обслуживания (и, следовательно, время обслуживания) каждого самолета сложным образом зависят также от правил управления воздушным движением, относящихся как к устройству аэропорта, так и к самолетам. Расчет пропускной способности аэропорта выполняется на компьютерах с помощью специальных математических моделей, которые могут отражать взаимодействия закономерных и случайных влияний, существующих в реальной работе аэропорта. Используя эти модели, аналитик может оценить с высокой точностью пропускную способность аэропорта.

При недостаточной пропускной способности аэропорта возникают задержки в обслуживании самолетов. Анализ задержек с помощью математических моделей осложняется тем обстоятельством, что время задержки является нелинейной функцией ряда параметров, и малые изменения (например, вследствие ошибок или погрешностей) параметров могут вызвать большие (и, возможно, ошибочные) изменения вычисленных значений времени задержки. Соблюдение правил технической эксплуатации ВПП обеспечивает безопасный интервал между самолетами при неблагоприятных метеорологических условиях и уменьшает опасность попадания самолета в зону сильной турбулентности в следе за пролетевшим ранее более тяжелым самолетом. Эти правила устанавливают предельно допустимые интервалы между последовательными взлетами и посадками, осуществляемыми на одной и той же ВПП, и регулируют движение самолетов на пересекающихся ВПП, а также содержат другие требования, гарантирующие безопасность полетов. Так как с ухудшением видимости допустимые нормы становятся все более жесткими, пропускные способности аэропортов с использованием автоматизированных систем взлета и посадки или только визуальных ориентиров могут сильно различаться.

Пропускная способность большинства аэропортов США составляет ?120 операций взлета и посадки в час при ясной погоде и снижается до 42 операций в час в условиях плохой видимости (в расчете на одну ВПП). Аэропорты в других странах имеют более низкую пропускную способность (50 и 30 операций соответственно) вследствие более жестких норм и правил управления воздушным движением.