Lille ist ein wichtiger Kreuzungspunkt im europäischen TGV-Netz: es liegt auf der Linie des Eurostar nach London und dem Thalys nach Amsterdam und Köln.
Lille besitzt auch eine der ersten und längsten automatischen U-Bahnen der Welt. Diese wird, wie die Straßenbahn Tramway und die Omnibusse, durch die Transpole betrieben.
Lille liegt an 5 Autobahnen, die die Stadt mit Antwerpen (A22), Brüssel (A27), Valenciennes (A23), Paris (A1) und Calais (A25) verbinden. Südöstlich der Stadt liegt der Flughafen Lesquin, der ca. 900.000 Passagiere pro Jahr mit innerfranzösischen Direktverbindungen und Charterverkehr verzeichnet. Der Hafen an der Deûle ist nach den Häfen Paris und Strasbourg der drittgrößte Binnenhafen Frankreichs.