Odenses placering midt på Fyn mellem Nyborg (Storebæltsbroen) og Middelfart (Lillebæltsbroerne) medfører, at både biler og tog, som skal mellem Sjælland og Jylland, kører gennem Odense. Kommuen vedtog i juni 2009 en "Trafik- og mobilitetsplan", som skal forbedre trafikken inden for Ring 2 (Odense) gennem fokus på gang, cykling og kollektiv trafik. Odense Byråd har afsat 250 mio. kr. til at implementere planen, som forventes fuldført i 2018.[4] Planen udføres ved at lukke Thomas B. Thriges Gade ved Albani Kirke, så trafikken i stedet ledes rundt om centrum af en parkeringssøgerute og af kanalforbindelsen, der står færdig i 2014. Ved Thomas B. Thriges Gade vil der blive etableret store underjordiske parkeringsanlæg, så det stadig er muligt at køre ind til byen. Derudover vil den kollektive trafik blive suppleret med en Letbane, der forventes anlagt i 2016.[5]
Tog
Alt togtrafik mellem Jylland og Sjælland kører gennem Odense Banegård, som også er endestation for trafikken mellem Odense og Svendborg på Svendborgbanen. Der er således hyppige togforbindelser til København (1½ t.), Hamburg (4½ t.), Esbjerg (1½ t.), Århus (1½ t.) og Svendborg (¾ t).
I Odense er stationerne Odense Sygehus Station, Fruens Bøge Station og Hjallese Station de tre første stationer på Svendborgbanen. Jernbanen er således også en del af den kollektive trafik inden for byen.
Den nu nedrevne Vestbanegård i maurisk stil på Ø. Stationsvej. Helt til højre anes den gamle banegård
Veje
Den Fynske Motorvej går gennem den sydlige del af Odense, og der er meget trafik fra de seks frakørsler (nr. 48 til 53). Dette er medvirkende til, at især de sydlige indfaldsveje er præget af meget trafik fra pendlere.
I juni 2009 åbnede sidste etape af Svendborgmotorvejen, der løber fra Odense til Svendborg og indgår i primærrute 9. Motorvejen aflaster den gamle landevej, hvor der var megen trafik.
I det indre Odense har meget trafik gået gennem Thomas B. Thriges Gade. Gennem årtier har der har fra politisk side være flere planer for en løsning, hvor trafikken skulle genere bymidten mindre. En af planerne var at grave vejen ned i en tunnel, men i januar 2008 besluttede Odense Byråd, at lukke gaden for biltrafik og bygge 700 p-pladser under jorden.[6] Trafikken skal i stedet føres via en ny kanalforbindelse over Odense Kanal, der skal fuldende ring 2. Denne forbindelse forventes åbnet i 2014,[7] og det anbefales, at lukning af Thomas B. Thriges Gade først gennemføres, når kanalforbindelsen er færdig.[8]
Fynske Motorvej syd for Odense og en strækning fra Motorvejkryds Odense til Kertemindevej udgør Odenses yderste ringvej, som kaldes Ring 3. Der er ikke konkrete planer om, at fuldende denne med en vestlig og nordlig del, men i kommunens Trafik- og mobilitetsplan er det vedtaget, at der skal sikres areal til den vestlige del, så den kan bygges, når behovet opstår.[9]
Cyklisme
Odense har forsøgt at fremme cyklismen gennem flere projekter. Hovedprojektet "Odense - Danmarks Nationale Cykelby" havde bl.a. som mål at øge antallet af cykelture med 20% fra 1996/97 til 2002.[10] Dette blev forsøgt opnået gennem en række forbedringer herunder bedre parkeringsmuligheder og smutveje for cyklister. Odenses fokus på cyklismen fortsætter i Trafik- og mobilitetsplanen, hvor det er et mål, at antallet af cykelture skal vokse med 25% frem til 2012, og med 35% fremtil 2020. Det skal bl.a. ske gennem indførsel af et moderne delecykelkoncept, øge fremkommeligheden for cyklister væsentligt og bedre parkeringsmuligheder.[11]
EXPO 2010
I 2010 deltager Odense på Expo 2010 i Shanghai med en pavillon under titlen Spinning Wheels, for at promovere de tiltag der er gjort for cyklister i Odense. Det er første gang at en dansk by deltager i en verdensudstilling og målet er også at få skaffet flere turister til byen.[12]
Lufthavn
Odense Lufthavn ligger ved den lille by Beldringe ca. 10 km. nordvest for Odense. Indtil kort tid efter åbningen af Storebæltsbroen var der rutefly til København. Selvom der stadig er enkelte flyruter og nogle charterfly fra lufthavnen, har den ikke længere særlig påvirkning på Odenses infrastruktur.