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北京首都国际机场位于北京市区东北方向，地理位置处在顺义区，不过由朝阳区管辖，距离天安门广场25.35公里。在机场建设选址时，首都国际机场的地址选在那时为河北省归属的顺义境内。故机场所占土地成为北京在河北省的外飞地，机场归属北京朝阳区管辖。后随着顺义从河北划归北京管辖，机场依然归属朝阳区，故成为朝阳区在顺义区的外飞地。2004年新修建的T3航站楼则是在顺义区土地上修建，故首都国际机场的T1、T2航站楼为朝阳区外飞地，T3航站楼为顺义区土地。虽然机场的管辖归属朝阳区，但是机场工作人员多为顺义区人，机场高层人员也为顺义区的人大代表、政协委员。
北京首都国际机场于1958年03月02日投入使用，是中华人民共和国时期首个投入使用的民用机场，也是中国历史上第四个开通国际航班的机场(前三个开通国际航班的分别是上海龙华机场1926年;1937年;重庆白市驿机场，1939年)。机场建成时仅有一座小型候机楼，称为机场南楼，主要用于ⅥP乘客和包租的飞机。
1980年01月01日，面积为6万平方米的一号航站楼及停机坪、楼前停车场等配套工程建成并正式投入使用。一号航站楼按照每日起降飞机60架次、高峰小时旅客吞吐量1500人次进行设计。扩建完成后，首都机场飞行区域设施达到国际民航组织规定的4E标准。随着客流量的不断增大，一号楼客流量日趋饱和。重新规划的建筑面积达33.6万平方米，装备先进技术设备的二号航站楼于1995年10月开始建设，并于1999年11月01日正式投入使用。二号航站楼每年可接待超过2650万人次的旅客，高峰小时旅客吞吐量可达9210人次。二号航站楼投入使用的同时，一号航站楼开始停用装修。
1993年，北京首都国际机场旅客吞吐量突破1000万人次;2000年，旅客吞吐量突破2000万人次，达到2169万人次;2002年，飞机起降率24万架次，在1号航站楼改建未用的情况下，首都机场旅客吞吐量已达到2715万次。2004年11月09日，旅客吞吐量突破3000万人次，全年旅客吞吐量达到3500万人次。2005年12月23日，旅客吞吐量突破4000万人次。2007年12月5日，旅客吞吐量突破5000万人次。
2004年09月20日，整修一新的一号航站楼重新投入使用，专门承载中国南方航空公司航班。2008年春，配合首都机场扩建工程(T3航站楼)完工，一号航站楼(T1)封闭改造，中国南方航空公司转往二号航站楼运营。在T1改造完工后，海南航空集团(国内航线)旗下的海南航空公司HU、大新华航空公司CN、天津航空公司GS、金鹿航空公司JD(2010年5月4日起更名为北京首都航空)取代中国南方航空公司成为一号航站楼的独家运营公司。
2005年01月29日，56年来中国大陆和台湾之间首次不中停香港的台商包机在机场降落。位于1号和2号航站楼东边的3号航站楼和第三条跑道已经于2008年02月29日建成投入使用，将能承载空中客车A380等新型超大型客机。继当年2月29日六家航空公司在新的3航站楼登机，3月26日又有20家航空公司转至3号航站楼，转场后3号航站楼承担首都机场60%旅客吞吐量。
2002年，北京首都国际机场旅客吞吐量2715.97万人次，以第26位的排名首次跻身国际机场协会(AIrports Council International)世界前30大最繁忙机场行列。2004年，旅客吞吐量3488.32万人次，排名世界第20位。2005年，旅客吞吐量4100.40万人次，排名世界第15位。
2006年，旅客吞吐量4865.48万人次，排名世界第9位，首次跻身世界前十大最繁忙机场行列。2007年首都机场航班起降架次、旅客吞吐量和货邮吞吐量分别达到39.97万架次、5358万人次、119万吨。2008年旅客吞吐量达到5592万人次，同比增长4.4%。
2009年11月30号，北京首都国际机场迎来了本年度第6000万名旅客，使得该机场成为世界第四大机场。
截止到2009年12月31日23时59分，首都机场总客流量达65375095人次，飞机487918架次，货物1475656.8吨。客流居世界第三位。根据中国民用航空局最新发布的消息，2010年北京首都国际机场旅客吞吐量达到7377万人次，稳居世界第二位，仅次于美国亚特兰大机场。
自2015年04月15日零时起，搭乘国际或地区航班从首都机场过境前往国际或地区，在首都机场停留不超过24小时，中途不离开机场口岸限定区域的旅客，可免除边检查验手续。符合上述条件的旅客将改由地服人员采集旅客信息。信息采集时间由原来约45秒每人缩短至10秒每人，实现国内速度最快、效率最高的过境旅客信息采集，提高首都机场国际转国际中转能力与效率。据首都机场有关负责人介绍，享受24小时过境免办边检手续政策的旅客范围不存在国籍限制，外籍人士、中国内地居民和港澳台居民均可享受。航班路径范围可包括前往第三国、地区或返回来自国的中转航线。
2016年12月14日，首都机场年旅客吞吐量正式突破9000万人次大关。
