Đường bộ

Thái Nguyên có hệ thống hạ tầng giao thông tương đối phát triển, với 1 tuyến cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên, 1 tuyến tiền cao tốc Thái Nguyên - Chợ Mới, 5 tuyến quốc lộ đi qua.

: Đường cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên theo tiêu chuẩn cao tốc loại A, đoạn Thái Nguyên - Chợ Mới (Bắc Kạn) là tiền cao tốc.

: Tuyến Quốc lộ 1B từ Thành phố Thái Nguyên đi Lạng Sơn.

: Tuyến Quốc lộ 3 từ Thành phố Thái Nguyên đi Hà Nội, đoạn qua TP. Thái Nguyên, TP. Sông Công và TX. Phổ Yên đã được nâng cấp thành đường cấp III đô thị chính thứ yếu 4 làn xe.

: Tuyến Quốc lộ 17 phường Chùa Hang, Thành phố Thái Nguyên đi Hà Nội, qua Bắc Ninh - Bắc Giang.

: Tuyến Quốc lộ 3C từ Định Hóa, Thái Nguyên nối qua các tỉnh Bắc Kạn, Cao Bằng.

: Tuyến Quốc lộ 37 có 2 hướng, lấy thành phố Thái Nguyên làm đầu nút. Hướng 1 đi từ TP Thái Nguyên qua huyện Đại Từ sang các tỉnh Tuyên Quang, Yên Bái. Hướng 2 từ TP Thái Nguyên theo hướng Phú Bình đi các tỉnh Bắc Giang, Hải Dương, Hải Phòng và Thái Bình.

Thái Nguyên cũng có một số tỉnh lộ, trong đó nổi bật là như tỉnh lộ 261 kết nối hai huyện Đại Từ và Phổ Yên, tỉnh lộ 260 kết nối phía tây thành phố Thái Nguyên và huyện Đại Từ, tỉnh lộ 264 kết nối hai huyện Định Hóa và Đại Từ, tỉnh lộ 254 kết nối huyện Định Hóa với Quốc lộ 3. Ngoài ra còn có các tỉnh lộ 242, 259, 262. Thái Nguyên là một trong những địa phương đi đầu cả nước về phong trào vận động nhân dân hiến đất giải phóng mặt bằng để làm đường giao thông, do vậy, kinh phí để hoàn thành các tuyến đường đã được giảm xuống.[25]

Đường sắt

Về đường sắt, tỉnh Thái Nguyên có tuyến đường sắt Hà Nội - Quan Triều [26] hay còn gọi là tuyến đường sắt Hà Thái; tuyến đường sắt Quan Triều - Núi Hồng dài 33,5 km đã từng có một đoạn ngắn nối lên tỉnh Tuyên Quang nhưng ngày nay đã bị bỏ và chỉ sử dụng để chuyên chở khoáng sản. Tuyến đường sắt Kép - Lưu Xá (từ phường Phú Xá, thành phố Thái Nguyên đến thị trấn Kép, Lạng Giang, Bắc Giang) được xây dựng trong thời chiến tranh để nhận viện trợ của các nước XHCN đã bị bỏ hoang, cộng thêm hệ thống đường sắt nội bộ trong khu Gang Thép.

Đường sông

Do là tỉnh trung du nên giao thông đường sông của tỉnh chủ yếu chỉ phát triển ở sông Cầu và sông Công đoạn cuối nguồn thuộc tỉnh, dự án Cụm cảng Đa Phúc được xây dựng tại thị xã Phổ Yên có thể kết nối đến cảng Hải Phòng.[27]

Mạng lưới xe bus nội tỉnh

Tỉnh Thái Nguyên hiện có nhiều tuyến xe buýt đi tới tất cả các huyện trong tỉnh, bao gồm:

• Tân Long - TPTN - Sông Công - Đa Phúc - Phố Nỷ (Sóc Sơn, Hà Nội)
• A Gang Thép (TPTN) - Đường Cách mạng tháng Tám - Trung tâm TPTN - Yên Lãng (Đại Từ)
• B Gang Thép (TPTN) - Quốc lộ 3 - Đường tránh TPTN - Tân Long (TPTN)- Yên Lãng (Đại Từ)
• Chợ Thái (TPTN)- Hồ Núi Cốc - TT Đại Từ - Ký Phú
• Đồng Hỷ - TP Sông Công - Phố Nỷ (Sóc Sơn, Hà Nội)
• Tân Long (TPTN) - Phú Bình - Cầu Ca
• TP Thái Nguyên - Phú Lương - Định Hóa
• Quyết Thắng (TPTN) - Đồng Hỷ - Đình Cả (Võ Nhai)
• Bình Long (Võ Nhai) - TP Thái Nguyên - KCN Yên Bình (TX Phổ Yên)
• TT Trại Cau (Đồng Hỷ) - Thịnh Đán, Thịnh Đức (TPTN) - TP Sông Công - KCN Yên Bình (TX Phổ Yên)
• Thịnh Đán (TP.Thái Nguyên) - P. Ba Hàng (TX Phổ Yên) - Quân Chu (Đại Từ)