東北地方は、白河の関から本州最北端の大間崎まで道なりに630km以上あり、東京〜姫路間の道のりより距離がある。そのため、東北地方の陸上交通路は、東京までの到達時間短縮が第一に重視され、街道、鉄道、道路の整備は、まず南北を結ぶ交通路が整備された。また、太平洋側の交通の整備が先に進み、日本海側については概してその後に整備された（以下は主要駅間の路線距離の5km毎概数。東北地方の諸都市の間隔に近い太平洋ベルトの都市を示す）。

東京<255km>浜松<110km>名古屋<190km>大阪<185km>岡山
東京<225km>郡山<125km>仙台<185km>盛岡<195km>青森
大阪<240km>福山<105km>広島<195km>下関<205km>熊本
現在、南北陸上交通においては、主に東北新幹線・東北自動車道により関東地方と連結され、旅客では新幹線が優位に立っている。東京への到達時間短縮のために高速交通機関が発達したが、一方で東北地方内の旅客移動も活性化させ、特に太平洋側は、距離に関わらず南北間の都市間交流が盛んとなっている。また、本州・北のターミナルである青森県は、津軽海峡を挟んだ北海道との間に青函トンネルの開通し、諸都市間の関係が深まっている。以前は青森・函館間に青函連絡船が運航されていたが、トンネル開通でフェリー航路が設定され、東北道・八戸道と連動したトラック流通に対応している。なお、近年、南東北と東京との間に都市間ツアーバスが格安で参入し、高速バスと熾烈な旅客獲得競争を繰り広げている。

他方、東西の交通については、山脈・山地などに阻まれながらも明治時代から鉄道や国道が整備されてきたが、高速交通への対応は遅れた。東西高速交通は、「幹」である東北新幹線や東北自動車道と接続する「枝」のように整備され、20世紀末までに秋田新幹線や連絡線の高速道路が整備された。この結果、郡山と会津若松、仙台と山形、盛岡と秋田となどとの間で、自然障壁を越えた地域圏や経済圏の形成が進んでいる。

東西交通の高速化により、現在の東北地方は、交通インフラの利便性の違いにより2つの地域に分類される。東京との交通上の関係で見ると、太平洋側から奥羽山脈西側に隣接する盆地群までがいわば「新幹線派地域」、それ以外の日本海沿岸地域が「飛行機派地域」に分けることができる。両者の東西の境界はほぼ出羽山地である。

「新幹線派地域」にある仙台空港（仙台都市圏内の名取市・岩沼市）は、多数の国内線や国際線が就航していて、国際線に至っては利用者の半分以上が宮城県居住者以外となっており、「新幹線派地域」の拠点空港となっている。日本海沿岸地域（津軽平野・秋田平野・庄内平野）は、東北新幹線に接続するまで時間がかかるため、東京とは空路需要が多く、「飛行機派地域」となっている。

 空港
現在、東北地方の各空港同士を結ぶ路線は存在しない。過去に空港同士の直線距離が300km程度以内で定期路線が就航していたのは以下の4路線。

仙台空港〜羽田空港（直線距離：約305km）
（参考）新幹線…東京駅〜仙台駅：351.8km（東京駅〜名古屋駅：366.0km）
仙台空港〜青森空港（直線距離：約290km）
仙台空港〜三沢飛行場（直線距離：約288km）
仙台空港〜新潟空港（直線距離：約160km）
（参考）高速道…仙台宮城IC〜新潟中央IC：253.5km
1982年の東北新幹線開通（大宮駅〜盛岡駅）によって羽田便が同1982年に廃止され、三沢便も廃止に至った。新潟便は、磐越自動車道が次々整備される中、1992年に廃止された。青森便は、新幹線の利便性が得られない地域であったために設定されたが、JRとの運賃値下げ競争に負けて廃止された。

その他にも、新幹線の開通で空港の旅客数が顕著に減少する例が多い。分かり易くするため、空港に近い新幹線駅と東京駅との営業キロ数を、東海道山陽新幹線との対照で付記する。

花巻空港〜羽田空港間に航空路が設定されていたが、東北新幹線が盛岡駅まで開通したため、最大の利用客居住地の盛岡市から離れた花巻空港は、トータルで東京都心までの到達時間での優位性がなくなり、かつ、東北新幹線の方が運行頻度が高かったことから採算割れして廃止となった。
東京駅〜新花巻駅：570.6km（東京〜新神戸駅：589.5km）
山形空港では、羽田便を中心に1991年に70万人以上の年間利用客があり、ピークとなったが、1992年の山形新幹線開業で減少傾向に転じ、最盛期の3分の1以下の20万人となった。山形新幹線がミニ新幹線であり、福島駅で列車接続をするため、所要時間短縮効果がフル規格新幹線と比べて大きくないことから、自治体の支援で羽田便が1日1便で運行している。
東京駅〜さくらんぼ東根駅：380.9km（東京駅〜岐阜羽島駅：396.3km）
秋田空港では、1996年に約150万人の年間利用客があったが、1997年に秋田新幹線開業、1998年に大館能代空港開港により利用客が減少した。しかし、秋田新幹線がミニ新幹線であることにより東京までの所要時間がそれほど短縮しなかったため、空路から新幹線への旅客の移動はあまり進まず、130万人程度で横ばいとなっている。
東京駅〜秋田駅：662.6km（東京駅〜相生駅：665.0km）
三沢飛行場では、全体の年間利用客数が2001年に58.3万人に達したが、2002年12月1日に東北新幹線が八戸駅まで延伸されたため、主に羽田線の旅客が減少し、2004年度には33.4万人まで旅客数を減らしている。
東京駅〜八戸駅：631.9km（東京駅〜姫路駅：644.3km）
青森空港も1998年〜2002年は150万人以上の年間利用客がいたが、東北新幹線の八戸延伸以降減少し続けている（現在、青森市に新幹線駅はないが、東北新幹線が延伸・建設中である）。
東京駅〜新青森駅（建設中）：713.7km（東京駅〜岡山駅：726.0km）
東北地方内の全ての空港に就航している路線は大阪国際空港（伊丹）便のみ。
2006年度旅客数（日本の空港#乗降客数参照）

• 出典は国土交通省航空局・2006年度空港管理状況調書
• 三大都市圏への便は太字
• 括弧は季節運行を示す
• 東京便（羽田便）がない空港には★ 

 
2005年貨物
仙台空港 18,360t（国内 15,524t、国際 2,836t）
青森空港 4,981t（国内 4,952t、国際 29t）
秋田空港 4,094t（国内 4,054t、国際 40t）
庄内空港 1,203t（国内 1,203t）
花巻空港 1,176t（国内 1,176t）
福島空港 964t（国内 886t、国際 78t）
三沢空港 872t（国内 872t）
山形空港 163t（国内 163t）
大館能代空港 152t（国内 152t）

 港湾
江戸時代には、北前船によって日本海側の港町が、東回り航路によって太平洋側の港町が栄えた。また、大小さまざまな漁港があり、遠洋漁業が盛んだった時代には大いに賑わった。現在は、地場の魚（沿岸漁業・沖合漁業）の特産化や高級化で活気がある漁港が数多く存在する。工業港・貿易港としては、仙台・小名浜・石巻・八戸・秋田が、旅客港として青森・八戸・仙台が重要な港湾となっている。

鉄道

東日本旅客鉄道 （平均 48.4万人/日。2004年度）

（※ 青森〜中小国間は、津軽海峡線と両用する。）

北海道旅客鉄道

• 海峡線（津軽海峡線の中小国以北）

私鉄、第三セクター鉄道（平均 5.1万人/日。2004年度）

地下鉄 （平均 15.0万人/日。2004年度）
仙台市交通局仙台市営地下鉄南北線

 道路
東北地方は、医師の数が人口比で全国水準より低い上、無医地区も広いため、高速道路や国道体系と医療体制との関係が深い。高速道路・国道は、都市部にある高度医療を行う病院や救急救命センターへの搬送路として機能し、救急車緊急退出路も整備されている。また、都市部に偏る常勤医を郡部へ非常勤医として送る供給路としても利用されている。

路線別の平均交通量（国土交通省、1999年）

 主な道路
※ ここでは主要路線のみを掲載する。その他、「東北地方の道路一覧」も参照する事。

 高速道路
東北自動車道
日本海東北自動車道
常磐自動車道
三陸自動車道
東北中央自動車道
磐越自動車道
山形自動車道
秋田自動車道
釜石自動車道
八戸自動車道
青森自動車道

 一般国道
国道4号
国道6号
国道7号
国道13号
国道45号
国道46号
国道47号
国道48号
国道49号
国道106号
国道112号
国道121号