Airbus A330-200F - является среднеразмерным дальнемагистральным грузовым самолётом, способным перевозить груз массой 65 тонн на расстояние 4000 морских миль (7400 км) или 70 тонн груза на расстояние до 3200 морских миль (5950км). В самолёте применена новая универсальная система погрузки на верхнюю палубу, позволяющая размещать как поддоны, так и контейнеры. Возможны несколько вариантов компоновки груза на верхней палубе, рассчитанных на различные рынки и грузопотоки.
Снижение спроса на A300-600F и A310F заставило Airbus предложить в 2000—2001 году грузовую версию A330-200. Однако её продажи в этот период начаты не были. A330-200F вновь появился лишь на авиасалоне в Фарнборо в 2006 году, а окончательное решение о запуске в производство было принято в январе 2007 г. Первый A330-200F был изготовлен в Тулузе 20 октября 2009 г. Первый полёт состоялся 5 ноября 2009 г.
Для компенсации наземного положения A330 с уклоном на нос передная опора шасси была переработана. Используется стандартная стойка A330-200, однако верхняя точка её крепления смещена вниз, что потребовало установки в нижней передней части фюзеляжа блистера, прикрывающего стойку в убранном положении. Такое решение позволило получить ровную поверхность верхней палубы. Силовая установка состоит из двух двигателей Pratt & Whitney PW4000 либо Rolls-Royce Trent 700. General Electric не планирует предлагать двигатели для модификации A330-200F.
Помимо новых самолётов, Airbus предложил программу конвертации пассажирских A330-200 в грузовые.
По состоянию на 31 мая 2010 г., Airbus получил 64 твёрдых заказа от девяти заказчиков: Aircastle (3), BOC Aviation (5), Etihad Airways (2), Flyington Freighters (12), Intrepid Aviation Group (20), MatlinPatterson (6), Malaysia Airlines (2), MNG Airlines (4), OH, Avion LLC (8) и Turkish Airlines (2). Кроме того, ACT Airlines подписала договор о намерениях на поставку двух самолётов. Первый выпущенный грузовой A330 был поставлен компании Etihad Crystal Cargo в августе 2010 года.
Основными конкурентами нового самолёта являются 767-300F и 777F, L-1011 Tristar (конверсионная модификация), а также DC-10F и MD-11F.