Erdogan väntas träffa den saudiske kronprinsen Mohammed bin Salman under besöket, som är hans första resa till landet sedan mordet på journalisten Jamal Khashoggi på Saudiarabiens konsulat i Istanbul i oktober 2018.
Innan han lyfte från Istanbul sade Erdogan att han hoppades att besöket skulle markera början på "en ny era" i relationen mellan de två länderna.
– Vi tror att det ligger i vårt ömsesidiga intresse att förbättra samarbetet inom områden som försvar och finans, sade Erdogan.
Turkiet, som befinner sig i ekonomisk kris, har länge försökt förbättra relationen till Saudiarabien. Turkiet söker lån från flera länder i närområdet.
I början av april beslutade en turkisk domstol att stoppa prövningen av de 26 saudiska medborgare som misstänks för medverkan i mordet på Jamal Khashoggi, och att överlämna ärendet till Saudiarabien.