铁路
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黑龙江省是中国修建铁路最早的省份之一，历史可上溯至沙俄在1897年开始在中国东北修建以哈尔滨为中心，东、西、南三个方向分别连接海参崴、满洲里、大连的中东铁路，即今天的滨绥线、滨洲线和京哈线。哈尔滨铁路局则是中华人民共和国建立的第一个铁路局，辖区覆盖黑龙江省全境以及内蒙古自治区东北部。齐齐哈尔设有铁路货车和铁路起重机制造厂（哈尔滨车辆制造厂）。
普速线
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黑龙江省之国铁营业里程达5654.9千米，为中国铁路通车里程最长的省份。铁路干线和支线以哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯四个城市为轴心向四周辐射，贯穿全省所有地市，一直延伸到大、小兴安岭林区和三江平原腹地，形成全省铁路布局骨架。同时，通过国际、国内干线外接俄罗斯、朝鲜、蒙古，内联吉林、辽宁和内蒙古并与全国铁路网相连接。全省主要铁路线有京哈线、滨洲线、滨绥线、滨北线、绥佳线、牡佳线、牡图线、平齐线、通让线、齐北线、林密线、佳富线、福前线等。其中滨洲线、滨绥线与西伯利亚大铁路相连，成为欧亚大陆桥的重要组成部分；京哈线、平齐线、通让线、牡图线等则与相邻省区联通，接入全国铁路网。
高速线
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哈大高速铁路所使用的CRH380BG高寒综合检测车
哈大客运专线：是中国东北地区首条高速铁路，设计运营时速为350千米/时，于2007年8月23日开工，并于2012年12月1日正式通车。该线贯穿东北三省，连通黑龙江省会哈尔滨和东北最大港口大连，是世界首条运行于-40℃高寒地区的高速铁路[44]，也是中国“四纵四横”高铁网络的主要组成部分[45]。哈尔滨西站至沈阳北站段同时为京哈客运专线的一部分。
哈齐高速铁路：设计运营时速250千米/时（预留300千米/时提速条件），于2009年11月30日开工建设，并于2015年8月17日通车[46]。该线连通黑龙江省内哈尔滨、大庆、齐齐哈尔三座重要工业城市，是黑龙江省第一条省内城际间客运专线[47]，也是中国目前运营中的高铁线路位置最北的一条。
哈牡客运专线：设计运营时速250千米/时，连接哈尔滨市与牡丹江市，正线长度293.2公里[48]。该线于2014年12月15日开工，2018年12月25日建成通车，并与改建后的滨绥线牡绥段相连接[49][50][51]。
哈佳铁路：设计运营时速200千米/时，连接哈尔滨市与佳木斯市，线路全长343公里[52]，于2014年6月30日开工建设[53]，已于2018年9月30日正式通车。[54]
牡佳客运专线：设计运营时速250千米/时，连通黑龙江省东部牡丹江、鸡西、七台河、双鸭山、佳木斯5个地级市，全长374.922公里，其中新建线路370.890公里[55]。该线于2016年11月8日开工建设，2021年12月6日建成通车[56]。
哈伊高速铁路：设计运营时速250千米/时，连接哈尔滨市、绥化市和伊春市，线路全长300公里。全线分两段建设，哈尔滨-铁力段于2022年9月29日正式开工建设，铁力-伊春段已于2021年5月13日正式开工建设，预计2026年10月建成通车[57][58]。
已通车的哈大客专、哈齐客专、哈牡客专、哈佳快铁、牡佳客专，以及在建的哈伊客专等高等级线路，共同构成黑龙江省“十字加环线”的高速铁路网络，覆盖全省大部分地级以上行政区域和人口稠密地区。
公路
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参见：黑龙江高速公路
黑龙江省公路总里程为162,464公里（截至2014年）。全省现有国家高速9条，国道8条，省道35条（其中地方高速路6条），县道220条，乡道4408条，村道13796条，专用公路6012条[59]。其中，高速公路通车里程超过4300公里，居东北三省之首[60]。全省13个地市级行政区均和省城哈尔滨有国家高速公路连接。
黑龙江省高速公路网
途径黑龙江省的国家高速公路有：
北京－哈尔滨（ 京哈高速）
绥芬河－满洲里（ 绥满高速）
鹤岗－大连（ 鹤大高速）
大庆－广州（ 大广高速）
哈尔滨四环路（ 哈尔滨绕城高速）
哈尔滨－同江（ 哈同高速）
建三江－黑瞎子岛（ 建黑高速）
鹤岗－哈尔滨（ 鹤哈高速）
吉林－黑河（ 吉黑高速）
此外还有黑龙江省属高速公路建虎高速、鸡虎高速、前嫩高速、绥北高速、北富高速、密兴高速、嫩泰高速、依七高速)等，成为各区域间的交通干线。全省各市、县、乡均有公路相连。
水运
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黑龙江江面
黑龙江省内河通航里程达5528千米，现有直营客运航线9条，以黑龙江、松花江、乌苏里江为骨干，哈尔滨港、佳木斯港为枢纽的水运网贯穿全境。主要航线有：
松花江航线：是黑龙江省水运主干线，每年5-11月通航。
黑龙江航线：是中国最北部的内河航线，在同江和俄罗斯哈巴罗夫斯克（伯力）与松花江、乌苏里江航线相接，冬季封航。
乌苏里江航线：是中国最东部的内河航线，也是中俄界河航线，冬季封冻。
嫩江航线：以运输煤炭、木材、粮食等货物为主，沿线经嫩江、齐齐哈尔、富拉尔基等港口。
海运部分，自2007年起，黑龙江国内贸易货物可通过绥芬河出境，经俄罗斯的海参崴港（符拉迪沃斯托克）、东方港、纳霍德卡港中转，再运至上海、宁波、黄埔。[61]
航空
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省内有两座国际机场：哈尔滨太平国际机场、牡丹江海浪国际机场，三座国内机场：齐齐哈尔三家子机场、萨尔图机场和佳木斯东郊机场，航线通往全国重要城市和境外城市。支线机场数量居国内前列，覆盖鸡西、伊春、加格达奇、漠河、建三江、大庆等地；绥芬河市有中国首个民营机场。据2016年统计，哈尔滨机场旅客吞吐量居东北三省之首。