København er Danmarks viktigste kommunikasjonssentrum. Havnen, som er landets største og eneste frihavn, deles i Nordhavnen (med Frihavnen) nord for Toldboden, Inderhavnen mellom Toldboden og Langebro, Sydhavnen sør for Langebro, og Østhavnen på Amagers østside med oljehavnen Prøvestenshavnen. Det er regelmessige fergeforbindelser bl.a. med Oslo, ?winouj?cie og Rønne på Bornholm. Det foreligger store utbyggings- og utbedringsplaner for havneområdet. Flåtehavnen, ved Holmen, ble nedlagt 1995–96, og de renoverte bygningene overtas av forskjellige kulturinstitusjoner, bl.a. Kunstakademiets Arkitektskole, Filmskolen, Statens Teaterskole m.fl.
Byen er videre et knutepunkt for jernbanetrafikken mellom Norden og Kontinentet, og en rekke jernbanelinjer fører ut fra København. Københavns internasjonale lufthavn, Kastrup på Amager, er Nordens største og mest trafikkerte: 19,0 mill. passasjerer totalt i 2004.
De interne kommunikasjonene drives i regi av Hovedstadsområdets Trafikselskap (HT), og omfatter et S-banenett foruten bussnettet. En ringbane knytter de vestre bydeler til sentrum, og nettet er siden 1960-årene utvidet bl.a. med Køge Bugt-banen og forbindelser til Høje Tåstrup, Frederikssund, Hillerød og Farum. Bussene, som i 1972 avløste de siste sporvognene, står imidlertid for størstedelen av de kollektive reisene, og har især stor betydning for korte reiser innen kommunen. Sterkt voksende veitrafikk har nødvendiggjort en stadig utbygging av utfartsveiene fra København, og mellom motorveiene som fører ut av byen, er det bygd et nett av ringveier for trafikken mellom de forskjellige bydelene. En ny bane (åpnet 2000) forbinder sentrum med Øresundsbroen til Sverige. Metrolinje til Kastrup Lufthavn åpnet i 2007.