广西北部湾航空有限责任公司（Guangxi Beibu Gulf Airlines）简称北部湾航空（GXAirlines），为海航航空集团旗下子公司，位于广西壮族自治区，由海航航空集团与广西壮族自治区人民政府合作建立，海南航空控股股份有限公司与广西北投民航投资有限公司共同出资成立，于2015年2月16日正式运营。北部湾航空是唯一以南宁机场作为主基地的广西本土航空企业，其以「立足广西、服务全国、面向东盟」作为经营理念，努力开拓广西与东盟的国际航线，以实际行动助力中国—东盟自贸区3.0版建设。
2020年10月，北部湾航空的「白衣天使」护送团队被评为全国交通运输系统抗击新冠肺炎疫情先进集体。2021年2月，北部湾航空荣获2020年度交通运输工作突出贡献先进集体称号。成立以来，广西北部湾航空有限责任公司还获得了「广西交通运输行业突出贡献集体」「智联招聘中国年度最佳雇主」「南宁最佳雇主TOP10」等荣誉奖项。
2021年12月8日，北部湾航空正式加入辽宁方大集团。北部湾航空以南宁吴圩国际机场作为主运营基地，截止至2021年12月，北部湾航空运力规模已达27架，在飞航线50余条、通航城市30余座；截止至2023年12月，北部湾航空运力规模25架，其中13架空客A320、12架ERJ190，在飞航线66条、通航城市46座。
2015年2月16日，一架喷绘有「GX」字样的北部湾航空班机从南宁吴圩国际机场起飞，成功首航，标志着广西首家本土航空公司自此正式投入运营。
北部湾航空由海航集团与广西壮族自治区人民政府合作建立。北部湾航空注册资本30亿元，由天津航空有限责任公司与广西北投民航投资有限公司 共同出资。其中，天津航空以现金方式出资21亿元，占注册资本的70%；广西北投民航投资有限公司 出资9亿元，占注册资本的30%。
北部湾航空以南宁吴圩国际机场作为主运营基地。截止至2019年5月，北部湾航空运力规模已达28架，其中11架空客A320、17架ERJ190。在飞国内及国际航线60条、通航城市58座。3月31日起，北部湾航空将执行2019年夏秋航季，计划新增南宁=郑州=哈尔滨、南宁=呼和浩特、南宁=太原、南宁=合肥、南宁=绵阳、南宁=济南、兰州=南宁=新加坡、兰州=合肥、海口=昆明、海口=十堰=太原、三亚=济南、长沙=十堰=呼和浩特、天津=洛阳=贵阳等13条航线。随着机队规模扩大和市场拓展，公司将逐步开通国内其他地区航线及东南亚国际航线。至2020年，机队规模将达到50架，并开通数个外站基地，构建起以南宁和桂林双核运行、国内国际并行的航空网络，国内覆蓋北京、广州、上海、深圳等一线核心城市及二三线主流城市，国际辐射新加坡、曼谷、雅加达、马尼拉、香港等东盟国际和地区航线。
展望未来，北部湾航空将坚持以「提供最佳服务，确保飞行安全」为核心，本着「立足广西、服务全国、面向东盟」的服务定位，在保持广西本土化特色的同时，力争成为广西乃至中国对东南亚经贸往来和文化交流的「空中枢纽」，向着中国西南地区最大的航空枢纽和推动区域经济增长领军者的目标，高歌起航。
2019年6月11日，海南航空控股股份有限公司披露，拟对北部湾航空进行股权重组，并通过股权转让和增资扩股等形式将控股权转让给广西北部湾投资集团有限公司。这次北部湾的股权重组，拟在北投集团、广西机场集团和海航控股之间展开。上述三方将通过股权转让、增资扩股等形式对北部湾航空进行股权重组，实现广西政府对北部湾航空的控股。重组完成后，北投集团持股71.2%，广西机场集团持股4.8%，海航控股持股24%；北部湾航空法定代表人、董事长、财务负责人将由北投集团、广西机场集团双方共同推荐并由董事会聘任，海航控股将负责北部湾航空的运营生产、市场营销和品牌宣传等。上述重组事项各方仅签署了合作框架协议，尚未签署正式的股权重组协议。
GX为广西拼音首字母缩写，将中国书法与手写体英文相结合，同时融入升腾笔势与飞白手法，营造飘逸灵动之感，就像北部湾里的海浪、浪花，流畅自然。LOGO的颜色也是采用具有广西民族特色的朱瑾红，代表着广西人的热情、乐观与祥和。
目前，北部湾航空已拥有8架A320客机 和17架E190客机，构成「干支结合」的双机型机队结构。
E190由世界第三大商用飞机制造商、世界第一大支线飞机制造商巴西航空工业公司生产。该客机机身长36.24米，机高9.73米，翼展28.72米；客舱可采用全经济舱或头等+经济双舱两种布局，全经济舱可搭载106名乘客，双舱布局可搭载98名乘客。其机身采用「双泡形」截面设计，能有效提升客舱宽裕度。其经济舱客舱座位宽度达到18.25英寸，前后排座位间距为31英寸。座位舒适度可媲美大型宽体客机。该飞机采用两台推力为20000磅的通用电气CF34-10E发动机作为动力源，最大巡航速度0.82马赫（约890公里/小时），满载情况下的最大航程达到2400海里（4445公里），能够替代一部分160座级干线飞机执行一些中低客流量的「瘦长型」航线，从而能够大幅降低航空公司的运营成本。广西北部湾航空E190客机采用106座全经济舱布局。
A320系列飞机是欧洲空中客车工业公司研制生产的单通道双发中短程150座级客机。A320飞机机长37.57米，在典型的两级客舱布局下能载客150人（如采用全经济舱布局载客量可增至180人），航程5700公里/3000海里。北部湾航空引进的空客A320型客机采用180座全经济舱布局。引进的第一架A320客机已于2016年8月25日完成首航；第二架A320型客机已抵达南宁，9月10日投入运营。北部湾航空将于10月陆续再引进1架A320型客机。
2020年10月，被评为全国交通运输系统抗击新冠肺炎疫情先进集体。