Челябінськ розташований на перетині транспортних артерій країни. По трасі М5 «Урал» можна дістатися в місто з Москви, минаючи Рязань, Пензи, Самари і Уфи. Траса М51 «Байкал» пов'язує Челябінськ з Новосибірськом. Проміжними пунктами цієї траси є Омськ, Петропавловськ (Казахстан) і Курган. Траса М36 веде в місто з території Казахстану.
Місто має пряме автобусне сполучення з багатьма сусідніми регіонами. Потрапити сюди можна практично з будь-якого куточка Челябінській області - Магнітогорськ, Троїцьк, Міас, Златоуст. Регулярні автобусні рейси відправляються до Челябінська з Єкатеринбурга, Тюмені, Пермі, Уфи, Сургута, Ханти-Мансійська, Кустаная.
Місто розташоване на перехресті залізниць. Потрапити до Челябінська можна з чотирьох різних напрямків. З півночі і північного заходу приїхати в місто можна з Санкт-Петербурга, Єкатеринбурга, Кірова, Нижнього Тагілу і Тюмені. Зі сходу до Челябінська направляються поїзда з Новосибірська, Красноярська, Томська, Владивостока і Іркутська. З південного боку в місто прибувають електропоїзди з Ташкента, Астани, Караганди і Оренбурга. Із заходу до Челябінська відправляються залізничні рейси з Москви, Баку, Уфи, Воронежа і Самари. Також з усіх цих напрямків можна потрапити в Челябінськ на приміських поїздах з довколишніх населених пунктів.
Аеропорт Челябінськ зв'язує столицю Південного Уралу з віддаленими регіонами Росії та іншими країнами. Потрапити до Челябінська можна регулярними рейсами з Барселони, Москви, Мюнхена, Санкт-Петербурга, Ташкента, Праги, Дубая та інших міст Євразії. Також є сезонні чартерні рейси з Хургади, Бангкока, Анталії, Пхукета і Гоа.