徐州擁有承東接西、溝通南北、雙向開放、梯度推進的戰略區位優勢，地處蘇、魯、豫、皖四省交界，東襟淮海，西按中原，南屏江淮，北扼齊魯，素有“五省通衢”之稱，是國家綜合交通樞紐。連霍、京福、京滬等國家高速公路主幹線在此交匯，京滬、隴海兩大幹線鐵路於此相交，京杭大運河傍城而過，徐州觀音國際機場是淮海經濟區唯一的大型幹線機場，徐州市運輸管道是華東輸油管道的重要組成部分。
徐州已經初步形成公路、鐵路、水運、航空、管道“五通匯流”的立體化交通格局。
中國地級城市罕見的22條主幹、四環線和90條縣鄉公路格局（所有地級市只有徐州一個城市） ，徐州是國家級公路主樞紐。
鐵路
徐州是中國第二大鐵路樞紐，京滬鐵路、隴海鐵路兩大幹線在此交匯。2011年，京滬高鐵的開通標誌著徐州進入“高鐵時代”，同時進入長三角和環渤海3小時經濟圈。 “徐州通，則全國通”，徐州是東西、南北經濟聯繫的重要“十字路口”。
截至2017年底，徐州鐵路營業里程797.3公里，其中高鐵234.9公里。鐵路正線延展長度1584.75公里傳統鐵路幹線與現代化高鐵“雙十字”格局正式定型。
徐州東站是京滬高鐵七大主要站區之一，也是徐蘭高鐵的東起點。 2016年，鐵路總公司發佈了國內通達高鐵城市排名，徐州可以通達181個城市，位列中國第四。
徐州北站是亞洲第二大編組站，同時也是中國最高等級編組站（雙向三級六場）之一。
徐州西站始建於1915年，是隴海鐵路線上的貨運一等站。
徐州鐵路貨運中心銅山貨場是六大全國一級鐵路物流節點，也是中國最大的鐵路公共貨場之一。
航空
徐州觀音國際機場是淮海經濟區規模最大、設施最先進、等級最高的一級航空大型國際航空港 ，中國可起降747大型客機以上空港的17個機場之一，排名約12。 機場已開通香港、臺北、曼谷、首爾、高雄、仁川、濟州島、大阪、名古屋、峴港等航班。
徐州楊廟機場位於徐州沛縣，是中國8個、江蘇省唯一的農用航空站，江蘇省和淮海經濟區規模最大的固定翼通用機場，也是江蘇省應急救援基地。
徐州新沂通用機場位於新沂市棋盤鎮夏莊村東側，佔地面積約1000畝，總投資約5億元，飛行區等級1B，是2012年以來中國首批8家之一，江蘇省唯一。
水運
2014年，國務院長江經濟帶規劃中將徐州港列入國家重點建設港口， 具備海港功能。
徐州是全球航運網絡的節點城市，國家級內河水運主樞紐城市。 截至2016年底，內河航道總里程達1057.84公里，港口吞吐量9122.14萬噸 。徐州港是中國28個內河主要港口之一，中國內河十大港口之一 ，吞吐量居中國內河港口前十。被譽為“黃金水道”的京杭大運河橫穿徐州，在境內長181.16公里，北接微山湖南連駱馬湖，為二級航道。等級航道（七級及七級以上）為593.16公里，佔56.07%，基本形成了以京杭運河和徐洪河為主通道，干支相通的航道網絡。