Ngoài sân bay quốc tế Nội Bài cách trung tâm khoảng 35km, thành phố còn có sân bay Gia Lâm ở phía Đông, thuộc quận Long Biên. Từng là sân bay chính của Hà Nội những năm 1970, hiện sân bay Gia Lâm chỉ phục vụ cho các chuyến bay dịch vụ của trực thăng, gồm cả dịch vụ du lịch. Hà Nội là đầu mối giao thông của năm tuyến đường sắt trong nước và một tuyến liên vận sang Bắc Kinh (Trung Quốc), đi nhiều nước Châu Âu. Các bến xe phía Nam, Gia Lâm, Lương Yên, Nước Ngầm, Mỹ Đình là nơi các xe chở khách liên tỉnh tỏa đi khắp quốc gia theo các quốc lộ 1A xuyên Bắc - Nam, quốc lộ 2 đi Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, quốc lộ 3 đi Thái Nguyên, Cao Bằng, quốc lộ 5A đi Hải Phòng, Quảng Ninh, quốc lộ 6 đi Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu, quốc lộ 32 đi Sơn Tây, Phú Thọ… Giao thông đường thủy, Hà Nội cũng là đầu mối giao thông quan trọng với bến Phà Đen đi Hưng Yên, Nam Định, Thái Bình, Việt Trì và bến Hàm Tử Quan đi Phả Lại.

Trong nội ô, các con phố của Hà Nội thường xuyên ùn tắc do cơ sở hạ tầng đô thị thấp kém, lượng phương tiện tham gia giao thông quá lớn - đặc biệt là xe máy và gần đây là ô tô tăng lên rất nhanh - cộng với ý thức chưa tốt của các cư dân thành phố. Trong những năm gần đây, Hà Nội chỉ phát triển thêm 5 tới 10km đường mỗi năm. Nhiều trục đường của thành phố thiết kế chưa khoa học, không đồng bộ và hệ thống đèn giao thông ở một vài điểm cũng chưa thật hợp lý. Thêm nữa, hiện tượng ngập úng mỗi khi mưa lớn cũng gây khó khăn cho người tham gia giao thông. Trong thập niên 2000, hệ thống xe buýt - loại hình phương tiện giao thông công cộng duy nhất - của thành phố phát triển mạnh, nhưng phần đông người dân vẫn sử dụng các phương tiện cá nhân, chủ yếu là xe máy.

Theo quy hoạch giao thông Hà Nội được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt năm 2008, chi phí cho phần phát triển đường bộ lên tới 100.000 tỷ đồng. Ba tuyến đường vành đai, 30 tuyến đường trục chính cùng nhiều tuyến phố sẽ được xây dựng mới hoặc cải tạo lại.