芝加哥交通运输业发达,交通四通八达,被称为“美国的动脉”,是美国最大的空运中心和铁路枢纽,也是世界上最大的一个内陆港口。1848年,连接大湖区和密西西比河水系的伊利诺伊-密歇根运河和贯穿东西部的铁路竣工后,芝加哥就已成为水陆交通枢纽。有三个机场,郊区有奥黑尔国际机场和中途国际机场这两个国际机场。
其中奥海尔国际机场是世界上最繁忙的机场之一,其飞机流量、旅客人数、货物吨位均位于美国乃至世界的前列,每年接待乘客6900万人次。拥有37条铁路干线,每日约有3.5万节货车来往,还有200个货车站、四个货运港口、8条城郊铁路和1013.8公里长的高速公路通向市中心,运输快速方便。芝加哥港口是美国最大的港口之一,可取道圣劳伦斯内河航道直达欧洲,也可取道密西西比河提供通往墨西哥湾的驳船运输。
芝加哥是美国最大的铁路枢纽,而芝加哥联合车站是美国中北部30多条铁路线的集结点,也是所有横贯美国东西海岸的美铁列车的始发终到站。城市铁路线总长1.24万多公里,年货运量5.12亿吨,均居世界各大城市之首。
芝加哥公路交通发达,12条公路干线经此,是州内公路系统的中心。
芝加哥是五大湖地区重要湖港,船只可经伊利运河一哈得孙河或圣劳伦斯河出海。