Historisch bedingt – alle Verkehrsverbindungen orientierten sich nach der Haupt- und Residenzstadt der österreichisch-ungarischen Monarchie – wurden in Wien gleich mehrere Kopfbahnhöfe errichtet. Alle größeren Bahnhöfe Wiens wurden jedoch im Zweiten Weltkrieg auf Grund ihrer strategischen Bedeutung zerstört oder zumindest schwer beschädigt. Die meisten wurden wieder aufgebaut und neu gestaltet. So wurde 1951 der alte Westbahnhof durch einen Neubau ersetzt, in den Jahren 1976 bis 1980 der Franz-Josefs-Bahnhof überbaut. Der Südbahnhof musste auf Grund eines fehlenden Ostbahnhofes auch dessen Aufgabe übernehmen. Der Nordbahnhof wurde nicht wieder aufgebaut, da durch den Zerfall der Donaumonarchie und den Eisernen Vorhang vor allem der internationale Personenverkehr auf der Nordbahn seine Bedeutung verloren hatte. Mit dem Bau des in Planung befindlichen Wiener Hauptbahnhofes soll die Stadt erstmals einen Hauptbahnhof erhalten.
Heute besitzt Wien drei große Kopfbahnhöfe:
Wien Franz-Josefs-Bahnhof als Ausgangspunkt der Franz-Josefs-Bahn;
Wien Südbahnhof (ehem. Südbahnhof u. Ostbahnhof) - Südbahn, Ostbahn, Pottendorfer Linie und Aspangbahn; auf einem Teil des Bahnhofsgeländes wird der neue Hauptbahnhof entstehen;
Wien Westbahnhof als Ausgangspunkt der Westbahn
und mehrere Durchgangsbahnhöfe:
Wien Hütteldorf an der Westbahn;
Wien Heiligenstadt an der Franz-Josefs-Bahn;
Wien Nord (Praterstern) an der Nordbahn
Wien Meidling (Philadelphiabrücke) - Südbahn;
Wien Mitte (Landstraße).
Floridsdorf (Nordbahn)
Daneben gibt es noch viele kleinere Bahnhöfe, die vor allem für den Personennahverkehr bedeutsam sind. Für den Inlandsverkehr sind der Franz-Josefs-Bahnhof sowie Wien-Nord und Wien-Mitte von Bedeutung. Über den West- und Südbahnhof wird der Haupt- und Fernverkehr bewältigt. Der Flugreisende kann mit dem City Airport Train die Innenstadt vom Flughafen Wien-Schwechat aus erreichen, er kommt dann im Bahnhof Wien Mitte an. Neben den hier gelisteten Bahnhöfen und Bahnen gibt es in Wien auch noch zwei sehr populäre Parkbahnen: die Liliputbahn Prater im Wiener Prater und die Donauparkbahn im Donaupark.
Südöstlich von Wien befindet sich der internationale Flughafen Wien-Schwechat. Im Jahr 2005 wurden über 230.900 Flugbewegungen abgewickelt; 15,86 Millionen Passagiere frequentierten den Flughafen. Der Flughafen ist die Homebase der Austrian Airlines Group. In letzter Zeit weichen Billigfluglinien auf den nahe gelegenen Flughafen in Bratislava aus; seit dem Jahr 2004 kooperiert der Flughafen Wien-Schwechat mit dem Flughafen Bratislava.
Durch den Rhein-Main-Donau-Kanal ist Wien durch eine Wasserstraße sowohl mit dem Hafen Rotterdam und den deutschen Industriegebieten als auch mit den Ländern Osteuropas bis zum Schwarzen Meer verbunden. Der geplante Donau-Oder-Kanal ist unvollendet geblieben. Die Personenschifffahrt auf der Donau hat fast nur mehr touristische Bedeutung, es gibt einen Tragflügelbootverkehr nach Bratislava und Budapest. Der Wiener Personenhafen liegt bei der Reichsbrücke; daneben gibt es Anlagestellen für Personenschiffe bei Nußdorf und am Donaukanal beim Schwedenplatz.
Seit Juni 2006 verbindet der Schnellkatamaran „Twin City Liner“ dreimal täglich die beiden Hauptstädte Wien und Bratislava über die Donau. In Wien wurde als Ein- und Ausstiegsstelle der Schwedenplatz, Abgang Marienbrücke, gewählt. In Bratislava dient das denkmalgeschützte „Propellerhaus“ im Zentrum als Anlegeplatz. 2006 verkehrte das Schiff bis Ende Oktober, 2007 wurde die Saison bereits im März begonnen.
2003 wurden im Frachthafen 9 Mio. Tonnen Güter (vor allem Mineralölprodukte, landwirtschaftliche Produkte und Baustoffe) umgeschlagen und dazu 1.550 Schiffe abgefertigt.