Nowosibirsk besitzt einen internationalen Flughafen (Tolmatschowo), einen städtischen Flughafen (Gorodskoi Aeroport) (nur Flüge in die nördliche Taiga), einen Binnenhafen, einen Busbahnhof und ist Haltepunkt für die Transsibirische Eisenbahn.
Die Metro Nowosibirsk, die 1985 eröffnet wurde und immer noch ausgebaut wird, besteht aus zwei Linien, die sich im Stadtzentrum überkreuzen und insgesamt elf Stationen zählen. Das Straßenbahnnetz wird seit der Eröffnung der U-Bahn vernachlässigt. Fast alle Strecken im Stadtzentrum wurden eingestellt, der Wagenpark und die verbliebenen Trassen sind in schlechtem Zustand. Seit 1992 sind die Netze auf dem linken und dem rechten Ufer nicht mehr miteinander verbunden. Bedeutender ist das kommunale Trolleybus-System, welches nahezu alle Stadtviertel bedient. Auch hier leidet die Infrastruktur unter mangelnden Investitionen. Der wichtigste Verkehrsträger ist der Busverkehr. Neben kommunalen Linien, die Lücken im Trolleybus-Netz ausfüllen, existieren etliche private Linien. Diese übernehmen immer stärker die Aufgaben der städtischen Verkehrsbetriebe und nutzen vor allem Kleinbusse (GAZ, PAZ) oder Gebrauchtfahrzeuge aus Asien. Nach mehrjährigem ungezügelten Wachstum versucht die Stadt seit 2006, den Markt stärker zu reglementieren, zum Beispiel bessere Fahrzeuge zu fordern.
Die Vorstädte wie Akademgorodok sind erreichbar mit Bussen oder Vorortzügen (Elektritschkas).