Madrid est le centre du réseau de communications de la péninsule. La capitale est le point de départ des principales voies de communication avec le reste du pays et avec l'Europe. La région dispose d'un réseau moderne d'infrastructures de transport aérien, ferroviaire et routier, continuellement rénové et agrandi.

Madrid possède un réseau de routes – autoroutes et voies rapides pour la plupart – qui favorise la rapidité des déplacements. Ce réseau – principalement gratuit – s'articule autour de six grands axes qui relient Madrid aux autres villes espagnoles.

Dans la communauté de Madrid, quatre périphériques, auxquels on peut accéder depuis n'importe quelle voie rapide, entourent la capitale. Ces périphériques facilitent la communication avec les différentes localités de la zone métropolitaine, ce qui permet une mobilité rapide et efficace. Madrid est également au centre du réseau ferroviaire espagnol, composé de lignes internationales, longue distance, à grande vitesse et régionales. Renfe se charge de l'exploitation de ces services ainsi que de ceux de banlieue.

La capitale possède deux grandes gares : Puerta de Atocha et Chamartín, d'où partent les trains internationaux desservant Paris et Lisbonne ainsi que les services ferroviaires de grandes lignes reliant Madrid à toutes les grandes villes espagnoles.

Les trains à grande vitesse (AVE) sont une alternative rapide et de qualité permettant de rejoindre des villes comme Barcelone, Valence, Séville, Saragosse, Málaga, Valladolid ou Ségovie, entre autres. Pour des destinations plus lointaines, Renfe met en service les « trains-hôtels », qui voyagent de nuit et se rendent à Paris, Lisbonne ou La Corogne.

Les trains régionaux, quant à eux, offrent une vaste gamme de connexions avec les villes proches de Madrid, dont beaucoup possèdent un grand intérêt touristique, comme Salamanque, Tolède, Valladolid, Sigüenza, Ávila et Ségovie.

L'aéroport de Madrid, situé à seulement 13 km du centre de la capitale, est l'aéroport de Barajas. Siège du trafic aérien le plus important de toute l'Espagne, il se situe parmi les cinq premiers d'Europe et assure en outre la principale liaison entre le continent européen et l'Amérique latine. Suite à son agrandissement, avec l'aérogare T4, il possède une capacité annuelle de 70 millions de voyageurs et peut réaliser quelques 120 opérations à l'heure.

Barajas est desservi par plus de cent compagnies aériennes du monde entier, incluant des lignes aériennes régulières, des charters et des aéro-taxis. Par ailleurs, l'aéroport offre aux voyageurs une multitude de services pratiques (bureaux de banque, agences de location de voitures, restaurants, centrales de réservation, salles VIP, etc.).

L'accès à l'aéroport est possible par la route en empruntant la voie rapide A-2 (sorties 10 et 12), le périphérique M-40 (sortie 9) ou l'A-1 (sortie 17), entre autres. L'échangeur de l'avenue de América est le point de départ des autobus qui rejoignent l'aéroport de Barajas : la ligne 200. Ils circulent de 05h00 à 23h30 et le trajet coûte 1,50 €. Il existe également un service d'autobus 24 heures sur 24 depuis la gare de Puerta de Atocha, qui effectue des arrêts sur la place Cibeles et dans la rue O'Donnell. Son prix est de 5 €. La ligne 8 du métro relie les différentes aérogares de l'aéroport à la station de Nuevos Ministerios. Elle fonctionne de 06h00 à 02h00 et le trajet coûte 4,50 €. Finalement, la ligne C-1 dessert plusieurs stations de Madrid depuis le terminal T4, notamment celles de Chamartín, Nuevos Ministerios, Atocha et Príncipe Pío. Elle fonctionne toutes les 30 minutes entre 05h15 et 00h00 environ. Un billet simple coûte 2,40 €. L'aéroport offre également un service de navette interne gratuit entre les quatre aérogares.

Les taxis perçoivent un supplément spécial sur les courses au départ ou à destination de l'aéroport, ou encore au départ d'une gare routière ou ferroviaire.