Luxemburg verfügt über ein dichtes Netz von Nationalstraßen von 2.873 km Länge (2003), davon 125 km Autobahn. Straßenverbindungen mit Deutschland werden weiter ausgebaut. Der Autobahnanschluss zur A 8 nach Saarbrücken wurde 2003 fertiggestellt.
In Summe beträgt die Streckenlänge aller Eisenbahnstrecken in Luxemburg 274 km. 2002 wurde mit Frankreich ein Abkommen zur Anbindung an das TGV-Netz unterzeichnet. Demnach wird sich Luxemburg mit 117,4 Mio Euro am Ausbau der Eisenbahnstrecke beteiligen. Seit Juni 2006 fahren vier TGV-Züge täglich vom Pariser Gare de l'Est nach Luxemburg-Stadt, vorerst aber noch auf der alten Strecke. Die neue TGV-Trasse "LGV Est européenne" verkürzt die Fahrzeit zwischen der luxemburgischen und der französischen Hauptstadt auf knapp 2 Stunden.
Zur Attraktivitätssteigerung des öffentlichen Personalsverkehrs in der Hauptstadt Luxemburg ist ein modernes Straßenbahnsystem in Planung, das den Hauptbahnhof mit der Innenstadt und dem Kirchberg verbinden soll. Mögliches Eröffnungsjahr ist 2012.
Seit Abschluss der Moselkanalisierung und der Eröffnung des Moselhafens Mertert im Jahr 1964 spielt auch die Binnenschifffahrt eine Rolle (2003: geladene Güter 312.000 Tonnen, entladene Güter 1,075 Mio. Tonnen). Nach Verabschiedung eines Gesetzes über die Errichtung eines luxemburgischen Schiffsregisters im November 1990, das als belgisches Zweitregister zählt, fahren ca. 70 Seeschiffe (50 ex-Belgien) und einige Moseldampfer unter der Flagge des Großherzogtums.
Der Internationale Verkehrsflughafen Findel bei Luxemburg verzeichnete in den letzten Jahren einen beachtlichen Verkehrszuwachs. Findel wird von 16 Linien- und auch deutschen Chartergesellschaften angeflogen. Die luxemburgische Fluggesellschaft im Personenverkehr heißt Luxair. Ihr Pendant im Frachtbereich ist die Cargolux, deren Standort direkten Anschluss an die Autobahn besitzt und in den Flughafen Findel integriert ist.