Границу пересекают 16 железнодорожных магистралей, около 200 автодорог, из которых – 6 автомагистралей, 36 дорог с твердым покрытием, 33 – без покрытия, остальные – грунтовки.
Транспортная инфраструктура, строившаяся в советский период, создавалась как единый комплекс, поэтому отдельные автомобильные и железные дороги на коротких участках пересекают в настоящее время уже государственную границу, возвращаясь затем на территорию «своей» страны. В ряде случаев это создает определенные проблемы в плане зависимости от сопредельной стороны транспортного сообщения между частями одного и того же государства. К примеру, сообщение между областными центрами Уральском и Актюбинском осуществляется через территорию Оренбургской области, проходящий по которой отдельный участок, включая станцию Илецк, принадлежит Казахстану. Таков же статус и участка, соединяющего Семей с Усть-Каменогорском (включая станцию Локоть), расположенного на территории Алтайского края.
Вместе с тем сообщение между различными территориями России в ряде случаев также требует пересечения Казахстана. Так, главная ветка Транссибирской магистрали между Курганом и Омском на протяжении более чем 100 км проходит по территории Северо-Казахстанской области. Среднесибирская магистраль (от Челябинска через Костанай и Кокшетау до Камня-на-Оби) и Южный Транссиб (Магнитогорск – Астана – Павлодар – Барнаул) пересекают от 700 до 1200 км территории Северного Казахстана. Единственная дублирующая ветка через Тюмень, которая идет только по территории России, пока не способна пропускать значительные грузопотоки. Таким образом, внутрироссийский транзит в восточные регионы зависит от Казахстана. В настоящее время и Россией, и Казахстаном взят курс на уменьшение зависимости внутреннего транспортного сообщения от использования сопредельной территории.
В этих целях Казахстан предпринял ряд конкретных шагов. В конце 2000 года был введен в эксплуатацию участок, соединивший Семей с Павлодаром, что позволило осуществлять сообщение между ними без использования территории Алтайского края. В планах казахстанской стороны строительство ветки, предназначенной для соединения напрямую Семея с Усть-Каменогорском. В этом случае коммуникационная зависимость от России всего севера и востока Казахстана существенно уменьшится. С другой стороны, имеет место и тенденция развития новых трансграничных транспортных путей, призванных облегчить сообщение между приграничными территориями Казахстана и России.