La direction des opérations (DSNA/DO) est chargée d'assurer l'écoulement sûr et régulier du trafic aérien en prenant en compte les objectifs fixés en termes de développement durable. A ce titre, elle est chargée, sous réserve, le cas échéant, des compétences des collectivités d'outre-mer :

- de rendre les services de la circulation aérienne dans les zones de responsabilité des centres de contrôle en route, d'approche et d'aérodrome ;
- d'exploiter les systèmes informatiques à caractère national concourant au contrôle de la circulation aérienne ;
- de veiller à la cohérence des procédures, des méthodes, des moyens mis en œuvre par les services et les centres qui lui sont rattachés ;
- de fournir l'information aéronautique au sens de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI), notamment l'annexe 15 de la convention du 7 décembre 1944 ;
- de recueillir, réaliser, éditer et diffuser l'information aéronautique.

Elle est composée d'un échelon central, des services de la navigation aérienne de la région parisienne, des services de la navigation aérienne du grand sud-ouest, de trois centres en route de la navigation aérienne (CRNA) et de neuf services de navigation aérienne (SNA).