铁路
北京是中国铁路网的中心之一，主要有北京到香港九龙的京九铁路，北京到上海的京沪铁路，北京到广州的京广铁路，北京到哈尔滨的京哈铁路，北京到包头的京包铁路，北京到原平的京原铁路，北京至桂林高铁（京广高铁->湘桂高铁），北京到通辽的京通铁路和北京到承德的京承铁路。在国际铁路运输方面，去往俄罗斯各城市、蒙古都城乌兰巴托和朝鲜都城平壤以及去往越南都城河内的列车均从北京发车。
京津城际铁路于2005年7月4日开始修建，2008年8月1日正式开通，北京和天津两地的路程被缩短为半小时。新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路——京沪高铁于2011年6月30日正式开通运营，京沪两地进入5小时经济圈，千里京沪一日得以实现。
航空
北京首都国际机场是全球规模最大的机场，是中国国际航空（AirChina）的主要中心，位于北京市顺义区（行政属朝阳区），距北京市中心20千米。几乎所有北京的国内国际航班均在北京首都国际机场停靠和起飞。旅客吞吐量在2012年达到8192.9万人次，仅次于美国亚特兰大机场，位居全球第二。机场和北京市区间由北京机场高速公路连接，在路况良好的情况下只需约40分钟即可到达。北京市还修建了一条北京地铁机场线，从市区东直门到达北京首都国际机场T2航站楼大约需要15分钟。
北京还建有5座机场：北京南苑机场、北京良乡机场、北京西郊机场、北京沙河机场和北京八达岭机场。这些机场除南苑机场同时为军民合用外（为中国联合航空公司的基地机场），其他均为军用机场。
道路
北京老城区（二环路以内）的城市道路是棋盘式的格局，横平竖直。东西方向的道路有长安街（复兴门至建国门）、平安大街（东四十条豁口至车公庄）、广安大街（广安门至广渠门）。南北方向的道路有中轴线，从玉蜓桥到雍和宫的东线和开阳桥到积水潭桥的西线。东线路过方庄、红桥、崇文门、东单、东四、北新桥和雍和宫；西线路过菜市口、宣武门、西单、西四、新街口。因为天安门广场和紫禁城的原因，北京的中轴线分为北中轴和南中轴。北中轴从地安门向北，经鼓楼、北辰路，达奥体中心；南中轴从前门向南经天桥、永定门，达三营门。南中轴和104国道重合。2014年，北京市公路里程21892千米，比上年末增加218千米。其中，高速公路里程981千米，比上年末增加59千米。年末城市道路里程6435千米，比上年末增加41千米。
公交
2014年12月28日起，公交使用新价格：10千米（含）内2元，10千米以上每加1元可乘5千米。2014年北京市电汽车运营线路877条，比上年末增加64条；运营线路长度20347千米，比上年末增加659千米；运营车辆24083辆，比上年末增加491辆；全年客运总量47亿人次，比上年下降3.0%。
地铁
截至2016年12月31日，北京地铁共有19条运营线路（包括18条地铁线路和1条机场轨道），覆盖北京市11个市辖区，拥有345座运营车站（换乘车站重复计算，不重复计算换乘车站则为288座车站）、总长574千米运营线路的轨道交通系统。预计2020年北京地铁线路将达31条，总长超过1000千米。