Barcelona utgör med sin utmärkta infrastruktur för flyg-, sjö- och landstransporter ett logistiskt nav för södra Europa, vilket gör att man snabbt kan ta sig till staden från vilken nationell eller internationell destination som helst.

Flygplatsen El Prat betjänar årligen över 34 miljoner resenärer, vilket gör den till den näst största i Spanien räknat på passagerarvolym. Flygplatsen ligger i kommunen El Prat de Llobregat, 12 kilometer sydöst om Barcelona. Från Barcelonas flygplats går det flyg dagligen till de största spanska städerna, särskilt viktigt är pendelplanet Madrid-Barcelona med en avgång varje 30–60 minuter. Utrikesflyget har avgångar till bland annat Paris, Bordeaux, München, London, Milano och Rom.

Från flygplatsen kan man ta sig till staden med taxi, buss eller tåg. Aerobús är expressbusslinjen som går från flygplatsen till torget Plaça de Catalunya: den är i linje från 05.30 till 00.30 med avgångar var 5:e till 10:e minut och en enkel biljett kostar 5,75 €. Stadslinjen L-46 går dock till torget Plaza de España och varje resa kostar 2 €. Tåget går till stationerna Barcelona Sants och Paseo de Gracias, bland andra, och går alla dagar i veckan från 05.45 till 23.45, tiderna är ungefärliga. Det går även en nattbuss, nummer N17, från torget Plaça de Catalunya: bussen går ungefär var 20:e minut, från 23:00 till 05:00. Barcelona är på grund av sitt läge mellan Iberiska halvön och den europiska kontinenten en viktig järnvägsknut. Från stationen Estación de Francia, i utkanten av Barcelonas hamnområde, går tågen Elipsos Trenhotel till Paris, Zürich och Milano. Fjärrtåg avgår även från stationerna Passeig de Gràcia och Sants, som ligger nära torget Plaça de Espanya. Tågen Euromed, som trafikerar sträckan Barcelona-Sants och Valencia, utmärker sig för sin kvalitet och snabbhet – resan mellan städerna tar bara tre timmar. Det finns även snabbtåg, AVE, som förbinder Barcelona med Tarragona, Girona, Figueres, Lleida, Zaragoza, Madrid, Córdoba, Málaga och Sevilla.

Motorvägen A-7 förbinder medelhavsområdet med Frankrike, med avfartsvägar till Costa Bravas turistområden och andra delar av Gironaprovinsen.

Motorvägen A-2 leder till Zaragoza, med avtagsvägar till Madrid och Bilbao. Den viktigaste busstationen för nationella och internationella busslinjer är Estación del Nord. Andra bussföretag avgår från Estación de Sants.

Barcelonas hamn är en av de flitigast använda i Medelhavet. Från den avgår färjor regelbundet till Mallorca, Ibiza, Menorca och Italien, och det går även att medföra bilen. Turistbåtar utgår från hamnen och många kryssningsfartyg anlöper den.