鐵路
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黑龍江省是中國修建鐵路最早的省份之一，歷史可上溯至沙俄在1897年開始在中國東北修建以哈爾濱為中心，東、西、南三個方向分別連接海參崴、滿洲里、大連的中東鐵路，即今天的濱綏線、濱洲線和京哈線。哈爾濱鐵路局則是中華人民共和國建立的第一個鐵路局，轄區覆蓋黑龍江省全境以及內蒙古自治區東北部。齊齊哈爾設有鐵路貨車和鐵路起重機製造廠（哈爾濱車輛製造廠）。
普速線
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黑龍江省之國鐵營業里程達5654.9千米，為中國鐵路通車里程最長的省份。鐵路幹線和支線以哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江、佳木斯四個城市為軸心向四周輻射，貫穿全省所有地市，一直延伸到大、小興安嶺林區和三江平原腹地，形成全省鐵路布局骨架。同時，通過國際、國內幹線外接俄羅斯、朝鮮、蒙古，內聯吉林、遼寧和內蒙古並與全國鐵路網相連接。全省主要鐵路線有京哈線、濱洲線、濱綏線、濱北線、綏佳線、牡佳線、牡圖線、平齊線、通讓線、齊北線、林密線、佳富線、福前線等。其中濱洲線、濱綏線與西伯利亞大鐵路相連，成為歐亞大陸橋的重要組成部分；京哈線、平齊線、通讓線、牡圖線等則與相鄰省區聯通，接入全國鐵路網。
高速線
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哈大高速鐵路所使用的CRH380BG高寒綜合檢測車
哈大客運專線：是中國東北地區首條高速鐵路，設計運營時速為350千米/時，於2007年8月23日開工，並於2012年12月1日正式通車。該線貫穿東北三省，連通黑龍江省會哈爾濱和東北最大港口大連，是世界首條運行於-40℃高寒地區的高速鐵路[44]，也是中國「四縱四橫」高鐵網絡的主要組成部分[45]。哈爾濱西站至瀋陽北站段同時為京哈客運專線的一部分。
哈齊高速鐵路：設計運營時速250千米/時（預留300千米/時提速條件），於2009年11月30日開工建設，並於2015年8月17日通車[46]。該線連通黑龍江省內哈爾濱、大慶、齊齊哈爾三座重要工業城市，是黑龍江省第一條省內城際間客運專線[47]，也是中國目前運營中的高鐵線路位置最北的一條。
哈牡客運專線：設計運營時速250千米/時，連接哈爾濱市與牡丹江市，正線長度293.2公里[48]。該線於2014年12月15日開工，2018年12月25日建成通車，並與改建後的濱綏線牡綏段相連接[49][50][51]。
哈佳鐵路：設計運營時速200千米/時，連接哈爾濱市與佳木斯市，線路全長343公里[52]，於2014年6月30日開工建設[53]，已於2018年9月30日正式通車。[54]
牡佳客運專線：設計運營時速250千米/時，連通黑龍江省東部牡丹江、雞西、七台河、雙鴨山、佳木斯5個地級市，全長374.922公里，其中新建線路370.890公里[55]。該線於2016年11月8日開工建設，2021年12月6日建成通車[56]。
哈伊高速鐵路：設計運營時速250千米/時，連接哈爾濱市、綏化市和伊春市，線路全長300公里。全線分兩段建設，哈爾濱-鐵力段於2022年9月29日正式開工建設，鐵力-伊春段已於2021年5月13日正式開工建設，預計2026年10月建成通車[57][58]。
已通車的哈大客專、哈齊客專、哈牡客專、哈佳快鐵、牡佳客專，以及在建的哈伊客專等高等級線路，共同構成黑龍江省「十字加環線」的高速鐵路網絡，覆蓋全省大部分地級以上行政區域和人口稠密地區。
公路
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參見：黑龍江高速公路
黑龍江省公路總里程為162,464公里（截至2014年）。全省現有國家高速9條，國道8條，省道35條（其中地方高速路6條），縣道220條，鄉道4408條，村道13796條，專用公路6012條[59]。其中，高速公路通車里程超過4300公里，居東北三省之首[60]。全省13個地市級行政區均和省城哈爾濱有國家高速公路連接。
黑龍江省高速公路網
途徑黑龍江省的國家高速公路有：
北京－哈爾濱（ 京哈高速）
綏芬河－滿洲里（ 綏滿高速）
鶴崗－大連（ 鶴大高速）
大慶－廣州（ 大廣高速）
哈爾濱四環路（ 哈爾濱繞城高速）
哈爾濱－同江（ 哈同高速）
建三江－黑瞎子島（ 建黑高速）
鶴崗－哈爾濱（ 鶴哈高速）
吉林－黑河（ 吉黑高速）
此外還有黑龍江省屬高速公路建虎高速、雞虎高速、前嫩高速、綏北高速、北富高速、密興高速、嫩泰高速、依七高速)等，成為各區域間的交通幹線。全省各市、縣、鄉均有公路相連。
水運
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黑龍江江面
黑龍江省內河通航里程達5528千米，現有直營客運航線9條，以黑龍江、松花江、烏蘇里江為骨幹，哈爾濱港、佳木斯港為樞紐的水運網貫穿全境。主要航線有：
松花江航線：是黑龍江省水運主幹線，每年5-11月通航。
黑龍江航線：是中國最北部的內河航線，在同江和俄羅斯哈巴羅夫斯克（伯力）與松花江、烏蘇里江航線相接，冬季封航。
烏蘇里江航線：是中國最東部的內河航線，也是中俄界河航線，冬季封凍。
嫩江航線：以運輸煤炭、木材、糧食等貨物為主，沿線經嫩江、齊齊哈爾、富拉爾基等港口。
海運部份，自2007年起，黑龍江國內貿易貨物可通過綏芬河出境，經俄羅斯的海參崴港（符拉迪沃斯托克）、東方港、納霍德卡港中轉，再運至上海、寧波、黃埔。[61]
航空
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省內有兩座國際機場：哈爾濱太平國際機場、牡丹江海浪國際機場，三座國內機場：齊齊哈爾三家子機場、薩爾圖機場和佳木斯東郊機場，航線通往全國重要城市和境外城市。支線機場數量居國內前列，覆蓋雞西、伊春、加格達奇、漠河、建三江、大慶等地；綏芬河市有中國首個民營機場。據2016年統計，哈爾濱機場旅客吞吐量居東北三省之首。