衡阳是全国45个公路交通主枢纽城市之一，辖区公路纵横交错、四通八达。京珠高速与衡昆高速公布公里、衡大高速公路在衡阳市区交汇；107国道、322国道、“三南公路”（连接湘赣闽南部）贯穿全境。衡邵、衡炎、京港澳（京珠高速复线）潭衡及衡武、衡岳等高速公路在建中。
衡阳市区公共交通以公交车为主，上车1元钱，空调线路为2元，远郊线路价格有差异。
衡阳市内现有五家国家一级大型长途汽车客运站，分别为中心汽车站（原衡阳汽车西站），华新客运站及酃湖汽车站（原衡阳汽车东站）。
中心汽车站现位于解放西路、衡祁路322国道、天马山南路老107国道与静园路路口石化广场前，2010年底迁往立新开发区，原址将建设衡阳商业步行街，长途车始发基本设于该站。市内可乘1，K1，6，8，12，14，19，22，28，31，39，49，101，104，303，旅游1线，环A路公交车到达；
酃湖汽车站位于珠晖区东风路与衡茶省道公路T接处，主要是经营发往衡阳周边市县的客运，兼营跨地、省长途客运。市内可乘2、7，11，23，25，27，36，37，40，81路公交车到达。
华新客运站位于蒸湘区解放大道与蒸水河岸的交界处，主要承担往衡阳县，祁东县，衡南县方向的市内短途客运任务，同时也有到省内外的客车出发，市内的乘客可乘坐K1，19，101，102，104，旅游1线等公交线路到达。
汽车南站在建中，位于白沙洲工业园内的南郊大道与一环南路路口不远处。 未来的衡阳铁路枢纽将引入七个方向十三条线路，将会成为南中国最大的铁路枢纽。京广铁路（复线电气化）与京广港高速铁路（复线电气化）武广段四线并行；湘桂铁路老线（单线，即将改造成电气化）与在建湘桂双线快速铁路200km/s（2008年开工）三线并行；衡茶吉铁路（单线电气化）在建；兰厦铁路怀邵衡段（单线电气化，预留复线条件）将于2010年开工；西（安）广（州）快速铁路安（康）张（家界）衡段（复线电气化）正在规划。
衡阳火车站位于珠晖区，市内可乘1、K1、2、7、11、16、18、22、24、25、27、30、31、32、36、37、38、40、81路及环城A线等公交车到达。每日有开往全国各大中城市的列车。
武广高铁衡阳东站为武广高铁第四大枢纽站（仅次于广州南站，武汉站，长沙南站），并且有联络线与在建的湘桂铁路电气化复线相连接。
衡阳北站位于珠晖区，为国家特等站，以其吞吐量大、现代化程度高成为全国铁路五大编组站之一，平均日到达、发送1.6万辆。
衡阳西站位于雁峰区，原可接收部分湘桂铁路上的客车，主要承担货运业务。
衡阳南站位于白沙洲（深圳）工业园内，货场货运规模首期按300万吨，2条货物线，远期按500万吨，4条货物线设计。 水运资源十分丰富，境内有湘江、耒水、蒸水、洣水等河流。湘江上溯漓江，下入洞庭，通江达海，常年可通千吨级轮船。
2009年《湘江航运发展规划报告》明确提出了“长江、珠江水系沟通工程规划——结合水利水电梯级开发，把湘桂运河建成通航1000吨级船舶的3级航道。”其中实现衡阳以北2000吨级航道接长江，衡阳以南1000吨级航道接西江（珠江主体）。
衡阳丁家桥千吨级港地处白沙洲（深圳）工业园，位于新建的湘江南路，拥有全国内河第二大吊件码头正对东洲岛风景名胜区；衡阳千吨级松木港、金堂河港均位于衡阳松木工业园区。 新衡阳机场（衡阳南岳机场）选址衡阳市郊云集镇，衡阳机场定性为国内支线机场，设计机型为B737-800、A320和ERJ145等或以下机型，航程为800~1500公里。本期机场飞行区等级为4C，建设一条长为2400米的跑道，远期发展为4D，跑道延长到3200米。
新衡阳机场于2009年底动工兴建，2013年通航。
