铁路
长沙是全国性综合交通枢纽，京广铁路贯穿城区南北，石长铁路连接常德、张家界，两条铁路交汇于长沙火车站；长株潭城际铁路连接株洲、湘潭可在长沙火车站换乘。长益常高铁连接常德、益阳，与长株潭城际铁路于长沙西站换乘；京广高铁纵贯城区南北，沪昆高铁横穿城区南端，两条高铁在长沙火车南站交汇。
2018年春运，长沙火车站发送旅客182.97万人次，日均4.6万人次，客流最高峰为3月3日，发送6.21万人次。长沙火车南站共到发旅客695万人次，日均17.4万人次，客流最高峰为3月5日，到达10.8万人次，发送11.7万人次，到发总量22.5万人次。
公路
2014年，长沙市公路运输承担了长沙市76.6%的客运量和89.0%的货运量。全年共完成客运量9765.34万人次、货运量2.71亿吨次，与2013年比分别增长-0.96%和14.4%；完成旅客周转量61.1亿人公里、货物周转量264.27亿吨公里，比2014年分别增长4.5%和13.2%。
截至2010年底，长沙公路通车里程达到15306.54千米，公路密度达到129.51千米/百平方千米，其中高速公路总里程286.94千米。另有3条国道、14条省道和106条县道密集分布，等级公路总里程为12346.90千米。连接和贯穿长沙城区的高速公路有京港澳、长永、长吉、长张、长潭西、长沙绕城高速公路、机场高速和长株高速等。连接长沙的国道有106国道、107国道和319国道。
航空
长沙有长沙黄花国际机场、大托铺机场2个机场，其中，长沙黄花国际机场位于长沙东郊的长沙县黄花镇，距离市区约22公里，有长沙机场高速公路和长永高速公路直达。机场可直航境内75个主要城市和香港、曼谷、首尔、釜山、大阪等境外城市，2009年初，开通了直航台北、新加坡、高雄的航线。2013年8月20日，黄花机场旅客吞吐量为突破千万人次，连续五年跻身“千万机场俱乐部”。2014年，黄花机场完成旅客吞吐量1802.1万人次，位居全国第12位，中部地区首位。
大托铺机场位于长沙南郊三环线以外，以前为军民两用机场，今为专用军事机场，未来将迁往长沙市宁乡县东南部地区。
水运
长沙港可通江入海，共与长江沿岸及南京、上海、连云港等港口通航。长沙轮船客运中心站每天有到益阳、津市、安乡、常德、茅草街、湘潭、湘阴、岳阳等地的班船。此外，截至2010年11月，长沙有湘江千吨级航道和有全国最大的内河主枢纽港—霞凝新港，港口吞吐量达1100多万吨，其中港口国际集装箱吞吐量36万标箱，重件杂货350万吨；其中，截至2013年2月，第一、二期工程均以建成，第三期与2012年底动工。