Tương Dương nằm ở phía Tây tỉnh Nghệ An, có Quốc lộ 7A chạy ngang qua huyện. Đây là tuyến giao thông huyết mạch. Ngoài ra, sông Cả cũng là một tuyến giao thông trọng yếu. Một số xã vùng sâu thì đi lại chỉ bằng đường sông. Hiện nay, tỉnh lộ 487 nối liền quốc lộ 7A và quốc lộ 48 đã rút ngắn hành trình đi sang các huyện vùng Tây Bắc Nghệ An.