Le principali direttrici ferroviari che attraversano la Toscana sono la linea tra Milano e Roma che, seguendo quasi parallelamente l'Autostrada A1, tocca da nord a sud le città toscane di Prato, Firenze e Arezzo.
Tra Firenze e Roma è già presente anche la linea direttissima ad alta velocità senza stazioni intermedie; il tratto a nord di Firenze è in fase di realizzazione e prevede la costruzione nel capoluogo toscano della stazione sotterranea Firenze Belfiore, riservata esclusivamente ai treni ad alta velocità.
Un'altra direttrice principale è la ferrovia tirrenica che, seguendo parallelamente la Via Aurelia, collega Genova a Roma toccando Carrara, Massa, Viareggio, Pisa, Livorno e Grosseto.
La terza linea principale della Toscana è quella che collega Firenze a Pisa via Empoli, dove un tronco secondario si dirama per Siena da dove prosegue sia per Chiusi (intersezione Firenze-Roma) che per Grosseto (intersezione con la linea tirrenica).
Aereo
La Toscana è attraversata in direzione nord-sud dall'Autostrada A1 che collega Firenze ed Arezzo alle principali città italiane (Milano e Bologna verso nord, Roma e Napoli verso sud). Firenze è ben collegata con la costa toscana grazie all'Autostrada A11, che tocca anche Prato, Pistoia, Montecatini Terme e Lucca prima di terminare presso il casello di Pisa nord. Questo casello si trova anche lungo l'Autostrada A12, che collega la città della Torre a Viareggio (da questa uscita raccordo per Lucca), Massa-Carrara, La Spezia e Genova verso nord e Livorno e Rosignano Marittimo verso sud (in attesa del futuro completamento del tratto fino a Civitavecchia per la totale realizzazione dell'autostrada Genova-Roma). L'estremità nord-occidentale della Toscana (Lunigiana) è attraversata anche dall'Autostrada A15, che collega Parma e La Spezia attraverso Pontremoli e Aulla.