KLM Vracht, internationaal beter bekend als KLM Cargo, is verantwoordelijk voor het vervoeren van vracht door de lucht. Luchtvracht kan van alles zijn: van bloemen, computers, vliegtuigonderdelen, kleding en post tot katten en olifanten. Het bedrijfsonderdeel zorgt ervoor dat de vracht op het juiste moment en zo goed mogelijk op de plaats van bestemming terechtkomt.

Vracht gaat mee in bijna alle vliegtuigen. KLM beschikt over drie vrachtvliegtuigen, die uitsluitend vracht vervoeren. In gecombineerde vliegtuigen zijn voorin de passagiers ondergebracht en achterin de vracht. In de gewone passagiersvliegtuigen gaat meestal vracht mee, in de buik van het toestel waar zich ook de baggage van de passagiers bevindt. KLM Cargo vervoert elk jaar zo'n 600.000 ton vracht. KLM vervoert samen met partner-luchtvaartmaatschappijen spullen naar ongeveer 185 luchthavens in de hele wereld.

Op de vrachtafdeling op Schiphol werken bijna 1800 mensen. Het zijn doorgaans experts die bepaalde producten door en door kennen en weten welke verpakking en behandeling ze in de lucht nodig hebben. Ze werken samen in gespecialiseerde teams die bijvoorbeeld dieren, verse groente of kolossale machines voor hun rekening nemen. Sinds eind 2005 werken Air France en KLM samen in de vrachtsector.

  De vrachtafdeling van KLM hanteert speciale regels voor het transport van gevaarlijke goederen zoals explosieven en wapens. Zomaar een lading explosieven meegeven, mag natuurlijk niet. Op uitzonderingen na vervoert KLM explosieven die bestemd zijn voor industriële doeleinden. Ze vervoert geen explosieven voor militair gebruik en evenmin wapens.