Москва — крупнейший транспортный узел страны. Город находится в самом центре паутины железных дорог и федеральных автомагистралей. Объём пассажирских перевозок в Московском транспортном узле по оценке на 2013 год составляет 11,5 млрд человек. Внутри города развиты многие виды общественного транспорта, с 1935 года работает метрополитен; общественным транспортном осуществляется 76 % пассажирских перевозок.

Железнодорожный

Железнодорожная сеть в Москве представлена десятью основными направлениями с десятью вокзалами (с восьми вокзалов — Белорусского, Казанского, Курского, Киевского, Ленинградского, Павелецкого, Рижского и Ярославского — осуществляется как пригородное, так и дальнее сообщение; Савёловский вокзал обслуживает только пригородные перевозки, а Восточный — только дальние перевозки), Московской окружной железной дорогой, несколькими соединительными ветвями и рядом ответвлений, в основном однопутных, относительно небольшой длины, основная часть из которых полностью находится в черте города.

В 1990-е — 2000-е годы ряд железнодорожных веток, обслуживавших промышленные предприятия, был закрыт в связи с выводом этих предприятий из города или серьёзным сокращением объёмов производства.

Общая протяжённость железных дорог в пределах города— 394,7 км. Пригородные поезда, связывающие вокзалы Москвы с населёнными пунктами Московской и близлежащих областей, играют существенную роль и во внутригородских перевозках. Крупным проектом по развитию пассажирского железнодорожного сообщения в Москве стала организация на Малом кольце Московской железной дороги частично интегрированной с метрополитеном линии пассажирского железнодорожного транспорта, получившей название «Московское центральное кольцо». Новым подобным проектом, развивающим принцип интеграции железнодорожных перевозок с метрополитеном, являются Московские центральные диаметры, первые два из которых — Белорусско-Савёловский и Курско-Рижский открылись 21 ноября 2019 года, третий — Ленинградско-Казанский — открылся 17 августа 2023 года, четвёртый — Калужско-Нижегородский — открылся 9 сентября 2023 года. Соединение Ярославского и Павелецкого направлений на данный момент находится на стадии проектных работ.

Воздушный

На территории Москвы находятся международные аэропорты Внуково и Остафьево. Также жители и гости города пользуются услугами других международных аэропортов, расположенных на территории Московской области: Домодедово, Чкаловский, Шереметьево, Жуковский. В 1933—2010 годах воздушные суда гражданской авиации принимал аэропорт Быково, ныне используемый лишь как ведомственный вертолётный порт.

Добраться до аэропортов можно не только на автотранспорте, но и воспользовавшись экспрессами, отправляющимися с железнодорожных вокзалов: Киевского — до аэропорта Внуково, Белорусского — до аэропорта Шереметьево и Павелецкого — до аэропорта Домодедово.

В городе действовал аэровокзал в районе Ходынского поля, однако с начала XXI века он, фактически, утратил своё прямое назначение: его помещения были сданы арендаторам под торговые площади. В ноябре 2017 года бывшее здание аэровокзала было снесено.

Автомобильный

Москва является центром сети федеральных автомагистралей различных направлений, которые соединяют столицу с административными центрами субъектов Российской Федерации и городами сопредельных государств. В самой Москве имеется развитая транспортная инфраструктура, содержащая в частности три транспортных кольца: Садовое, Третье транспортное и Московская кольцевая автомобильная дорога (МКАД), планируется строительство Центральной кольцевой автомобильной дороги (ЦКАД) в Подмосковье для разгрузки города от транзитного транспортного потока.

Наземный городской

В Москве действует разветвлённая сеть уличного общественного транспорта: маршрутов автобусов, электробусов, трамваев, маршрутных такси, которые перевозят около 12 миллионов пассажиров ежедневно. Некоторые маршруты работают и в ночное время.

В начале XX века в Москве активно развивалась трамвайная сеть — в начале 1930-х годов она охватывала оба Бульварное и Садовое кольца и все соединяющие их улицы, были проложены линии и на окраины. После открытия в 1935 году первых линий метрополитена были сняты трамвайные линии, совпадающие с ними по направлению. Более радикальные изменения произошли в 1940-х годах, когда некоторые трамвайные маршруты были заменены на троллейбусные и убраны от Кремля. К 1960—1970-х годах были ликвидированы линии в западной части города и разорваны «трамвайные кольца». С начала 1980-х годов строительство новых линий почти не велось. Последней в 1981—82 годах была построена линия в Строгине. С середины 1990-х началась новая волна снятия трамвайных линий и закрытие депо, в основном прилегающих к центру. С 2010-х началось частичное восстановление некоторых линий.

До августа 2020 года в Москве действовала сеть троллейбусов, многие годы — крупнейшая в мире. Троллейбусный транспорт был частично заменён электробусами, частично — автобусами. Формальная причина закрытия — освобождение улиц от нависающей контактной сети, физический износ парка троллейбусов и моральное устаревание концепции троллейбусного транспорта. Сейчас в городе существует лишь один, музейный маршрут, растянувшийся от Комсомольской площади до Елоховской.

Общественный транспорт часто вынужден стоять в общих пробках, но на крупных магистралях создаются выделенные полосы. Первая выделенная полоса открыта в июле 2009 года на Волоколамском шоссе, в 2011 году на Щёлковском шоссе, Ярославском шоссе, проспекте Андропова и Ленинградском проспекте. По состоянию на июль 2020 года в эксплуатацию введено 65 выделенных полос общей протяжённостью 350,82 км. Происходит также обновление подвижного состава трамваев и автобусов — они становятся низкопольными для того, чтобы в них удобнее было проезжать инвалидам и людям с колясками. С 2014 года в наземном общественном транспорте разрешён провоз велосипедов.

8 октября 2016 года была официально запущена первая очередь маршрутной сети «Магистраль». Это программа оптимизации маршрутной сети общественного транспорта в центральных районах города. Маршруты сети «Магистраль» соединяют центр, проспекты и окраины Москвы. Большинство маршрутов — это изменённые существующие рейсы. Проект реализован Департаментом транспорта Москвы. 7 октября 2017 года запущена вторая (последняя) очередь «Магистрали». С начала 2017 года открыты выделенные полосы на Воздвиженке и на Сретенке, благодаря чему ускорилось движение по некоторым маршрутам сети. Пересадки стали более удобными: построен большой пересадочный узел на Славянской площади, стали появляться длинные пересадочные павильоны с персональными местами посадки для каждого маршрута, остановки оснащены зарядной станцией для гаджетов и бесплатным wi-fi, возле выходов из метро появились указатели остановок, на самих остановках — карты сети «Магистраль», которые подсвечиваются в тёмное время суток.

В ноябре 2017 года Департамент транспорта Москвы начал процесс оборудования наземного транспорта валидаторами с бесконтактной оплатой проезда. Для бесконтактной оплаты пассажиры могут воспользоваться банковскими картами, поддерживающими технологии PayPass и PayWave, а также смартфонами с функцией Google Pay, Apple Pay или Samsung Pay. При таком способе оплаты проезд составит 40 рублей, что на 15 рублей дешевле покупки транспортной карты у водителя. Число маршрутов, на которых можно оплатить проезд с помощью банковской карты постоянно растёт.

Метрополитен

С 15 мая 1935 года в Москве работает метрополитен, являющийся основным средством передвижения в пределах столицы. В среднем московское метро перевозит 6,498 млн пассажиров в день (по данным за 2016 год). Это шестая по годовому пассажиропотоку система метро в мире и первая в Европе. Общая протяжённость линий Московского метрополитена по состоянию на 2025 год— около 471,7 км; бо́льшая часть пути и станций находится под землёй. По протяжённости линий Московский метрополитен занимает четвёртое место в мире.

Всего по состоянию на февраль 2025 года в московском метро действует 271 станция и 15 линий (без учёта МЦК и МЦД). Многие станции метро являются памятниками архитектуры. Начиная с 2000-х годов линии метрополитена начали выходить за пределы МКАД. Первой таковой стала Серпуховско-Тимирязевская линия со станцией «Бульвар Дмитрия Донского».

С 14 октября 2013 года в Московском метрополитене функционирует Центр обеспечения мобильности для оказания помощи гражданам с ограниченными возможностями в передвижении (маломобильные граждане с нарушениями слуха, зрения, функций опорно-двигательного аппарата, граждане социальных категорий, а также организованные группы пассажиров (в том числе детские группы до 11 лет). Сопровождение осуществляется по всему маршруту следования (вход на станцию, передвижение в лифте, по лестницам, эскалаторам и платформам станций, в вагонах поездов, на выходе со станции).

В 2018 году Московский метрополитен совместно с АО «Москва Медиа» и Департаментом транспорта и развития дорожно-транспортной инфраструктуры Москвы запустили систему онлайн-информирования пассажиров с помощью экранов, установленных в вагонах поездов. На экраны выводится информация об изменениях в работе общественного транспорта, в случае нештатной ситуации появляется сообщение на ярком жёлтом фоне и алгоритм действий пассажиров в каждом конкретном случае. К сентябрю 2018 года планируется оснастить 1896 вагонов 8720 экранами. К чемпионату мира по футболу 2018 в Московском метрополитене и на МЦК провели масштабную программу по обновлению навигации. Специальными значками отмечены стадион «Спартак» и Большая спортивная арена «Лужников», место проведения фестиваля болельщиков и городской билетный центр. В мае 2018 года в метрополитене появились карта «Тройка» и брелоки с функцией «Тройка», дизайн которых посвящён чемпионату мира: российский триколор и залетающий в ворота футбольный мяч.