Net als veel royals, zoals zijn opa Bernhard, koos ook Willem-Alexander voor een vliegopleiding. Hij behaalde zowel zijn privébrevet als zijn groot militair brevet (1994) en zijn ATPL voor de commerciële luchtvaart (2001).

In het verleden vloog de koning als vrijwilliger bij AMREF en Kenya Wildlife Service, en later bestuurde hij geregeld het regeringsvliegtuig PH-KBX. Tegenwoordig houdt hij zijn vlieguren bij als copiloot bij KLM op de Boeing 737, waardoor hij ook het huidige regeringsvliegtuig PH-GOV mag vliegen.

Op termijn maakt hij de overstap naar Airbus, aangezien KLM de 737-vloot in 2030 door de A320neo en A321neo vervangen heeft.