桃園國際機場第3座航廈預於2021年完工，5年後機場共將擁有3座航廈。桃園國際機場公司目前正研擬相關的使用規劃，考慮依據3大國際航空聯盟「天合聯盟」、「星空聯盟」與「寰宇一家」重新進行航廈的分配，希望提升航空公司作業效率，也方便旅客轉機。
桃機第1、第2航廈目前共有55家航空公司使用，明年6月加拿大航空復飛台灣後，將增至56家。目前航廈的使用分配，第2航廈多為長榮航空，華航飛北美、澳洲、日本航班，與外籍航空的3個航空聯盟成員使用；第1航廈多為廉價航空、外籍航空的2個航空聯盟成員，以及華航其餘航班使用。
桃機第3航廈2021年完工後，機場航廈的使用勢必要做調整。根據桃機公司規畫，考慮依據3個國際航空聯盟的使用做分配，相同聯盟的航空公司分配在相同航廈，航空公司不但可以節省成本，作業更有效率，也方便旅客的轉機。
桃機公司表示，依航空聯盟分配航廈是方案之一，之後也會請航空公司表達意見，最遲將會在2018年定案。
目前全球最大的3個航空聯盟分別為「天合聯盟」、「星空聯盟」與「寰宇一家」，台灣兩大航空公司中，華航屬於天合聯盟，長榮航空則屬於星空聯盟。
3大航空聯盟中，天合聯盟於2000年成立，共有20個成員，有飛台灣的航空為中國東方航空、中國南方航空、達美航空、大韓航空、荷蘭航空、廈門航空、越南航空。
星空聯盟於1997年成立，有27個成員，其中中國國航、全日空、新加坡航空、聯合航空、土耳其航空、泰國航空及深圳航空飛台灣。
寰宇一家是在1999年成立，共15個成員，其中飛台灣的有國泰航空、日本航空與馬來西亞航空。
台灣最大的單一投資案：桃機第3航廈
「桃園國際機場第三航廈建設計畫」為繼十大建設後，台灣最大的單一投資案，總預算金額達746億8900萬元。有鑑於台灣出入境人次逐年上升，桃機第1、第2航廈已瀕使用上限，且航廈間動線不佳，行政院因此著手規劃打造桃機第3航廈，於2015年3月正式核定建設計畫，並於同年6月16日展開桃園國際機場第三航站國際競圖，最後由台灣世曦工程公司、宗邁建築師事務所，與英國的Rogers Stirk Harbour + Partners及Ove Arup and Partners Hong Kong Limited共同組成的設計團隊脫穎而出。
桃機第3航廈設計重點，除了整合第一、二、三航廈的交通連絡動線外，希望創造出有效率、美觀並兼具空間內涵的綠建築航廈。在效率提升的部分，第3航廈希望能針對不同需求的旅客做出合理、易辨識的出入境規劃，例如使商務客與貴賓在快速通關的同時能不影響一般旅客，並希望藉由簡潔的標誌系統、空側連結性規畫，改善旅客動線，使轉機時間可減少至40分鐘內。
桃園國際機場第三航廈建設計畫除了希望打造「科技、智慧型機場」形象，改善基礎設施陳舊的印象外，也期盼透過亮面管與錐形組成的「花瓣」設計創造視覺焦點。此外，第三航廈設計亦融入臺灣傳統屋頂瓦片、壯麗山脈稜線、海洋波浪及雲海等意象，希望讓國內外旅客置身航廈時，能充分感受臺灣特有之美。
