Bien que de nombreux numéros de vol puissent sembler aléatoires, il existe certainement une méthode derrière la folie. Les compagnies aériennes individuelles créent leurs propres numéros sur la base d’une méthodologie interne, mais elles doivent coordonner leurs efforts avec d’autres compagnies aériennes afin d’éviter toute confusion dans les tours de contrôle de vol. United Airlines et American Airlines, par exemple, ne peuvent pas toutes les deux avoir deux avions entrants avec des numéros de vol similaires arrivant en même temps. Les compagnies aériennes sont régies par l’Association du transport aérien international (IATA), et il incombe souvent à l’IATA d’approuver ces désignations avant qu’elles ne puissent être mises en œuvre par une compagnie aérienne.
De nombreux numéros de vol sont attribués en fonction de la direction générale du vol lui-même. Les avions se dirigeant vers l’est ou le nord se voient généralement attribuer des numéros pairs, tandis que les avions se dirigeant vers l’ouest ou le sud se voient attribuer des numéros impairs. Les vols de retour se voient souvent attribuer un numéro supérieur au vol de départ, afin que les passagers puissent facilement se rappeler quel vol de retour prendre. Par exemple, la compagnie aérienne fictive Spiegato peut avoir un vol de New York à Las Vegas au départ à midi. Puisqu’il voyage vers l’ouest, il peut être désigné comme le vol 711. Le vol Spiegato Airlines de Las Vegas à New York s’appellerait très probablement le vol 712. Les deux numéros de vol devraient être approuvés par l’IATA, au cas où il arriverait à être un vol United Airlines 712 existant également arrivant à New York à peu près à ce moment-là.
Les compagnies aériennes attribuent également des numéros de vol en fonction d’un ensemble de paramètres convenus. Une grande compagnie aérienne peut accepter de limiter ses choix possibles à 1-499. Une autre compagnie aérienne, peut-être un transporteur plus petit travaillant avec la grande compagnie aérienne, pourrait avoir 500-749. Une autre grande compagnie aérienne peut avoir des numéros de 750 à 1000, et ainsi de suite. Grâce à une pratique appelée partage de codes, les petites compagnies aériennes régionales travaillant avec les grandes compagnies aériennes coordonnent leurs numéros pour éviter toute confusion et pour désigner le vol comme un effort conjoint. Certaines compagnies aériennes désignent également des numéros de vol en fonction de la destination de l’avion ou du type de passagers qu’il transportera. Les vols intérieurs, par exemple, peuvent avoir des numéros à deux chiffres tandis que les vols internationaux peuvent avoir trois chiffres. Cette pratique varie d’une compagnie aérienne à l’autre, mais elles sont généralement cohérentes. Les vols affrétés peuvent avoir des numéros spéciaux qui permettent instantanément aux employés des compagnies aériennes de les reconnaître.
Cependant, l’attribution de numéros de vol n’est pas seulement une affaire. Les compagnies aériennes sont autorisées, dans des limites raisonnables, à désigner des avions avec des numéros significatifs ou fantaisistes. Un vol à destination de San Francisco, par exemple, peut en recevoir un tel que 49 ou 1849 en hommage à la célèbre ruée vers l’or de 1849. Une compagnie aérienne desservant Philadelphie peut sélectionner 1776 ou 76, reflétant le rôle historique de cette ville dans la formation du États Unis. Certains vols vers des villes de casino comme Las Vegas ou Reno, Nevada pourraient avoir des numéros avec 7 et 11 pour la chance. Tant que la compagnie aérienne n’enfreint pas les réglementations IATA concernant les numéros de vol, elle peut sélectionner des numéros pour des raisons qui lui sont propres. Ces numéros peuvent également être modifiés s’ils deviennent controversés, comme dans le cas du vol 11 d’American Airlines, qui s’est écrasé sur le World Trade Center le 11 septembre 2001. Lorsque les privilèges de vol commercial ont été rétablis, la compagnie aérienne a remplacé le vol 11 par le vol 25.