Los Ángeles tiene uno de los sistemas más grandes de autopistas en el mundo, por el cual transitan millones de usuarios diariamente, recorriendo 160 millones de km. La ciudad posee además un gran número de automóviles (1 por cada 1,8 habitantes).
La Autoridad de Transporte Metropolitano del Condado de Los Ángeles y otras agencias gestionan un extenso sistema de líneas de autobús, metro y tren ligero. Sólo el 10,5% de las personas que se desplazan diariamente a su trabajo utilizan el sistema de transporte público, comparado con el 53% y 30% de Nueva York y Chicago respectivamente. El sistema ferroviario realiza un promedio de 276.900 viajes al día, esto es un 0,4% de los 65 millones realizados diariamente en la ciudad mediante otros medios. El metro de la ciudad es el noveno más activo de Estados Unidos, y su sistema de tren ligero es el tercero más utilizado en el país. El promedio de viajes en autobús es de 1,7 millones al día. El sistema ferroviario incluye las líneas roja y púrpura de metro, así como la dorada, azul y verde de tren ligero. La línea naranja, aunque corresponde a autobuses de tránsito rápido, también es considerada como parte del sistema.
El área metropolitana de Los Ángeles posee más aeropuertos que cualquier otra ciudad en el mundo.Hay seis aeropuertos comerciales y muchos otros de aviación general. El principal aeropuerto de la ciudad es el Aeropuerto Internacional de Los Ángeles (código IATA: LAX, código OACI: KLAX). Siendo el quinto aeropuerto mundial en tráfico comercial y el tercero en Estados Unidos; tuvo cerca de 61 millones de pasajeros y 2 millones de toneladas de carga en 2006.
Otros importantes aeropuertos comerciales son el Aeropuerto Internacional Ontario, Aeropuerto Bob Hope, actualmente conocido como Aeropuerto Burbank, el Aeropuerto Municipal de Long Beach, y el Aeropuerto John Wayne.
Los Ángeles posee además el aeropuerto de aviación general más activo del mundo, el Aeropuerto de Van Nuys (código IATA: VNY, código OACI: KVNY).
El Puerto de Los Ángeles está ubicado en la Bahía de San Pedro en el distrito de San Pedro, aproximadamente a 30 km al sur del centro de la ciudad. El puerto abarca un área de 30 km² incluyendo terreno y agua, además de 69 km de muelles. Está ubicado junto al Puerto de Long Beach.
Los puertos de Los Ángeles y Long Beach juntos conforman el Puerto Los Ángeles - Long Beach. Hay además pequeños puertos no industriales a lo largo de las costas de L.A. La mayoría de estos, como Redondo Beach y Marina del Rey, son utilizados por embarcaciones de vela y yates.
El puerto incluye cuatro puentes: el Puente Vincent Thomas, Henry Ford, Gerald Desmond y Comodoro Schuyler F. Heim.