I parlamentet röstade 30 ledamöter nej och 20 lade ner sin röst men 640 ledamöter ställde sig bakom beslutet som senare i år ska fastställas av ministerrådet.
Handelssystemet innebär att 15 procent av flygets utsläppsrätter ska auktioneras och resten delas ut gratis genom ett system med riktmärken.
Taket för flygbolagens utsläpp ska sänkas med tre procent 2012, jämfört med 2005. År 2013 ska utsläppen sänkas med fem procent.
Tisdagens beslut är en kompromiss som inte inkluderar länder utanför EU men som gör att länderna inom EU kan rätta sig efter samma regler.
- Regionen slipper nationella utsläppsplaner och snedvridning av konkurrensen, säger parlamentets föredragande Peter Liese.
Av samma skäl välkomnar Föreningen Svenskt Flyg det nya handelssystemet.
- Nu förutsätter vi att alla diskussioner om nationella särskatter och avgifter för flyget kan avskrivas inom EU, säger Svenskt Flygs ordförande Lena Micko.
Frågan om en global lösning, som inkluderar också länder utanför EU, finns kvar på dagordningen säger föreningens generalsekreterare Peeter Puusepp:
- EU har nu några år på sig att övertyga tredje land att acceptera systemet så att det blir konkurrensneutralt och kan tjäna som en inspiration för länder utanför EU att reducera sina utsläpp från flyget.
Kostnadsökningarna för flygbranschen som utsläppsrätterna medför är berättigade säger Svenskt Flyg, eftersom flyget då står för alla sina samhällsekonomiska kostnader.
- Handeln med utsläppsrätter är ett betydligt bättre system än skatter och avgifter eftersom det har en styrande effekt på själva utsläppen av koldioxid, säger Lena Micko.
I debatten inför beslutet efterlyste den svenske parlamentarikern Jens Holm hårdare krav på minskningar av utsläpp och att utsläppsrätterna inte borde delas ut gratis. Men han sa också att överenskommelsen är ett litet steg i rätt riktning.
- Flyget tvingas minska sina utsläpp från år 2012, en liten del av utsläppsrätterna måste auktioneras ut och då får vi intäkter som kommer att användas till klimatåtgärder inom Europa och i utvecklingsländer.
Flygbolagens internationella branschorganisation, IATA, säger att de är positiva till handel med utsläppsrätter men att de är mycket kritiska till att flyget nu omfattas av EU:s eget system.
- Systemet gäller alla flygplan som flyger till eller från Europa. Utan internationella överenskommelser kommer det att sätta fart på juridiska konflikter. Det strider mot Chicago-konventionen och Kyotoprotokollet, säger organisationens chef Giovanni Bisignani.
Han menar att kostnaden för flygindustrin under det första året blir 3,5 miljarder euro och att det inte finns någon garanti för att pengarna kommer att öronmärkas i miljösyfte.
- Beslutet säger bara att pengarna från auktionerna "bör" användas till att minska utsläppen av växthusgaser. Faktum är att de enda som är garanterade att få se pengarna är de nationella regeringarna.
- Det är dags att Europas politiker är ärliga. Det här är en straffskatt skapad av politiker som vill måla sig själva gröna, säger Giovanni Bisignani.