A repülés szerelmeseinek gyakori kérdése, miért nem lehet minden járat közvetlen. Az utazási kényelmet sokszor megszakítják átszállások vagy akár kimaradó, törölt járatok. Azonban az, hogy egyáltalán eljutunk a célunkhoz, egy bonyolult rendszer, az úgynevezett hálózatelmélet eredménye.
Matematikai szemszögből a repülőtéri hálózatokat grafikonként modellezik, ahol a repülőterek csomópontok, a köztük húzódó járatok pedig élek. Egy teljes hálózatban minden repülőtér összeköttetésben áll minden másikkal, azonban ennek valószínűsége gazdasági és környezeti okokból nullához közelít.
A valóság kompromisszumra kényszeríti a hálózat tervezőit: hogyan biztosítható, hogy mindenki eljusson a céljához ésszerű számú átszállással, miközben a forrásokat is optimalizálják? Az úgynevezett „hub-and-spoke” modell, vagyis nagy elosztó repülőterek és hozzájuk kapcsolódó kisebbek, erre jelent megoldást. Mégis számos érdekes matematikai és üzleti kérdés merül fel.
A járathálózat tervezése során figyelembe kell venni a járatok kihasználtságát, a fogyasztói igényeket, illetve a hálózat ellenállóképességét zavarokkal, például időjárási eseményekkel vagy akár célzott támadásokkal szemben. Miközben a globális hálózatokat vizsgáljuk, kiderül, hogy az alkalmazott szerkezetek nem csak a légi közlekedést, de más mérnöki és természettudományi rendszereket is meghatároznak.
