Железная дорога в городе появилась в 1864 году, когда была построена железная дорога Аксай-Новочеркасск-Александровск-Грушевский (ныне г. Шахты), в 70-х годах XIX века дорога была продлена до Москвы. Сейчас через город проходит важнейшая железнодорожная магистраль (двухколейная, электрифицированная переменным током), которая связывает центр страны с Северным Кавказом. В черте города расположены 3 железнодорожные станции (Новочеркасск, Хотунок, Локомотивстрой). Также возле ж/д станции Новочеркасск располагается одна из двух на юге страны Машинизированных дистанций пути по ремонту и эксплуатации путевых машин ПЧМ-1 (ПЧМ-Новочеркасск). Вторая аналогичная находится в городе Тихорецк. ПЧМ-2 или ПЧМ-Тихорецк.
Автомобильный транспорт. Вблизи города проходит федеральная трасса М-4 «Дон». Автобусное движение впервые появилось в городе в 1910 году, но вскоре было закрыто, возобновлено только в середине 1920-х. Сейчас в городе действует 56 городских и 32 пригородных маршрутов