由于长沙城处于从丘陵向平原的过渡地带。西侧为低山区，碧虚岭海拔300.8米，为岳麓山高峰。山前有天马山、凤凰山大小岗丘罗列；山后有桃花岭、金牛岭等。西北分布着元古代震旦纪期的浅变质岩和板岩组成的丘陵。由于地层岩质坚，自然剥蚀作用缓慢，成了谷山、尖山、乌山等数座孤峰。 东北侧为花岗岩低山丘陵地带，地表发育的土壤多为沙土，山势较陡峭，山脊多不相连。 距长沙约30公里有黑麋峰，海拔591米。 再东北有影珠山、天华山、飘风山、明月山等。东侧和东南侧为红岩丘岗，海拔一般100米左右。大多数小山丘岩质松散，易风化成红岩岗地；个别因岩基坚硬，仍耸立于丘岗之中。烈士公园北端的罗洋山，东面受浏阳河切削，悬岩壁立。
盆地中心为沿江的冲击台地，是长沙城市建的主要地带。其地层主要是第四纪更新世的冲积性网纹红土和砂砾。 湘、浏阳河二水交汇的新河三角洲为第一级台地，海拔约30米，高出湘江常水位约10米。五一广场一带为第二级台地，高出湘江常年水位约30米，长古城主要分布在这一级台地。 今天的长沙城已扩展到了第六、第七级台。由于其地表为粘土砂砾层，且岩基结构坚硬，每平方米可承压2.5-3万公斤， 高者达5万公斤，适宜于建设高层建筑。由于盆地内台地是由崩塌的砂岩与粘土构成，地层中孔隙多，有较好的含水层，地下水源丰富。古时沙城中水井比比皆是，清澈甘冽，四时不竭，白沙井、鸳鸯井、水风井等迩闻名。在五一广场一带，曾发掘出战国、东汉、三国时期的古井数十眼。 湘江是长沙的母亲河，过昭山而进入长沙城，经三汊矶又转向西北，至乔口而出望城区，再过岳阳入洞庭，流经长沙市境约25公里。
长沙地区流入湘江的支流有15条，最大的是浏阳河。浏阳河发源于大围山，全长234公里。发源于浏阳大柱峰的捞刀河，发源于宁乡沩山的沩水，也于长沙市区注入湘江。这些大小支流，因受湘浏盆地地形的控制，大都发源于盆地边缘的丘岗地区，且流向盆地底部的市区与湘江汇合，而河网密布，湖泊珠联，使长沙城三面环水。湘江及其支流，水量充沛，长沙段水流量达2370秒立方米。 长沙是国家交通枢纽，京广铁路贯穿城区南北，沪昆铁路连接东西；京广高速铁路与沪昆高速铁路在长沙火车南站交汇。此外还有连接长沙与常德石门的石长铁路。 规划建设的重庆-长沙-厦门铁路将从长沙西站引出。
长沙站位于芙蓉区车站中路与五一大道交汇处以东、京广线客车外绕线上。京广铁路、石长铁路及长株潭城际铁路在本站交汇。
长沙南站位于雨花区花侯路以东，是连接京广高速铁路与沪昆高速铁路的重要枢纽，中南地区的区域性铁路客运中心。 城区主干道有五一大道、芙蓉路、东风路、韶山路、中山路、黄兴路、湘江路、潇湘路、人民路和八桥三环：橘子洲大桥、银盆岭大桥、猴子石大桥、月亮岛大桥、黑石铺大桥、三汊矶大桥、福元路大桥、长沙湘府路大桥、一环线、二环线、三环线。二隧：营盘路湘江隧道、南湖路湘江隧道。由于跨越主城区的湘江一、二、三桥的过江交通流量一直处于超负荷运行，造成长沙交通拥堵，也长期为市民诟病。2013年12月30日，三环已完全贯通。 通过二环线、三环线、长沙大道、金洲大道、枫林西路等，将长沙县和宁乡县渐渐融入长沙城区。长浏高速使浏阳市距离长沙不到一小时的车程 。长沙也在城市的东南西北各设立了长途汽车站，在长沙火车站设立了长株潭客运汽车站。
截止2010年底，长沙公路通车里程达到15306.54千米，公路密度达到129.51千米/百平方千米，其中高速公路总里程286.94千米。另有3条国道、14条省道和106条县道密集分布，等级公路总里程为12346.90千米。连接和贯穿长沙城区的高速公路有京港澳、长永、长吉、长张、长潭西、长沙绕城高速公路、机场和长株高速等。作为渝长高速一段的长吉高速在湖南境内也已全线贯通。长浏高速公路向东经过浏阳市区后，通过大围山区延伸到江西省。京珠高速公路复线的一段长株高速公路已建成通车。长潭西线高速公路更是将长沙河西与湘潭市区的通勤时间缩短至20分钟。连接长沙国道有106国道、107国道和319国道。 【主词条：长沙黄花国际机场】
长沙的民用机场有长沙黄花国际机场。黄花国际机场位于长沙东郊的长沙县黄花镇，距离市区约22公里，有机场高速和长永高速直达。机场可直航境内75个主要城市和香港、曼谷、首尔、釜山、大阪等境外城市，2009年初开通了直航台北、新加坡、高雄的航线。2013年8月20日，黄花机场旅客吞吐量为突破千万人次，连续五年跻身“千万机场俱乐部”。 2014年，黄花机场完成旅客吞吐量1802.1万人次，位居全国第12位，中部地区首位。
大托铺机场位于长沙南郊三环线以外，以前为军民两用机场，今为专用军事机场，未来将迁往长沙市宁乡县东南部地区。 【主词条：长沙港】
长沙港可通江入海，已与长江沿岸及南京、上海、连云港等港口通航。长沙轮船客运中心站每天有到益阳、津市、安乡、常德、茅草街、湘潭、湘阴、岳阳等地的班船。此外，长沙有湘江千吨级航道和有全国最大的内河主枢纽港——霞凝新港。已建成一、二期，港口吞吐量达1100多万吨，其中港口国际集装箱吞吐量36万标箱，重件杂货350万吨。 【主词条：长株潭城际铁路、长益常城际铁路】
长株潭城际铁路是连接长沙、株洲、湘潭三个城市群的城际快速铁路。城际铁路全长96公里，共设21站，设计目标时速为200公里。工程预计于2016年竣工通车，长株潭三市之间的交通时间将缩短为30分钟以内。
长益常城际铁路连接长沙、益阳、常德，总长170公里，共设14个站点，为客运专线，上下行双线，速度目标值250公里/小时及以上，全部为电力牵引和自动控制。
城际铁路使用双线，区段最高设计行车速度200公里/小时；采用电力牵引，自动控制。长沙、暮云、株洲、湘潭站到发线有效长度650米，其余车站450米。长株潭“两型试验区”城际铁路将分期建设,首期96公里城铁连接长沙、株洲、湘潭城市群，后期上千公里城铁则通过干线和支线连接岳阳、常德、益阳、娄底、衡阳五市及一些县市。 【主词条：长沙轨道交通】
长沙轨道交通，是服务于长沙市的轨道交通系统，目前已运营长沙地铁2号线，全长26.711千米，设车站23座。中低速磁浮快线已于2016年1月4日试运行，该线路是中国首条拥有完全自主知识产权的中低速磁浮铁路。 线路起止站全长运行状态长沙中低速磁浮快线长沙南站——黄花机场18.55千米试运行长沙地铁1号线汽车北站——尚双塘23.569千米2016年运行长沙地铁2号线梅溪湖西——光达26.711千米已运行长沙地铁3号线山塘——广生41.4千米2018年通车长沙地铁4号线普瑞大道——桂花大道33.7千米2019年通车长沙地铁5号线蟠龙路——时代阳光大道22.7千米2018年通车长沙地铁6号线麓云路——黄花机场不详2020年通车其他线路7号线 8号线9号线10号线11号线12号线参考资料： 普通公交
2015年9月，长沙市内共有湖南巴士、龙骧巴士和宝骏巴士等3家从事公交运营的公司，望城区内雷锋巴士和众旺公交等2家，长沙县内有星通公交、星沙公交等3家。市内拥有营运线路168条市区线+31条长沙县线+20条望城区线，线路总长度2071.9公里（市区），营运车辆3359标台（市区），公交从业人员9683人（市区），日客运量254.55万人次，公交出行分担率为34.17%左右。
快速公交（BRT）
【主词条：长沙快速公交】 线路名称始发站终到站状态备注万家丽线湘龙路龙塘枢纽站市广电中心站即将运营全线约20.1公里1号线长沙火车站中信新城规划 \2号线滨江新城赤岗冲规划\3号线长沙火车站星马片区（星沙北）规划\4号线长沙火车站金霞组团规划\5号线 雷锋镇桐梓坡规划\6号线坪塘街道黄兴镇规划\
公交停车场&公交专用车道大数据
长沙市拥有公交停车场25个，停车面积165810㎡；设置公交中途停靠站1953个，其中港湾式停靠站94个，占市区公交停车站的4.81%；在金星路、芙蓉南路、万家丽路、岳麓大道、湘府路、蔡锷路、车站路、中山路、解放路、西湖路/城南路、五一大道等11条道路已设置公交专用车道67.1公里。
