Le port de Los Angeles, aussi appelé Los Angeles Harbor et Worldport LA, situé dans la Baie de San Pedro, à une trentaine de kilomètres au sud de Downtown, occupe 30 km² de superficie sur 69 km de côtes. Il forme avec le port de Long Beach le cinquième complexe portuaire du monde et le troisième pour le trafic de conteneurs. Plus de 11% du trafic international du pays passe par la région de Los Angeles. Des ports de taille moyenne et de plaisance jalonnent le reste de la côte, comme celui de Marina del Rey ou de Redondo Beach, qui accueillent de nombreux yachts. Il existe aussi un système de ferries permettant de rejoindre la ville d'Avalon, située sur l'Île Santa Catalina, au large de la ville. Il est surtout utilisé pour des excursions d'une journée et pour le ravitaillement des communautés insulaires.
Union Station est la principale gare ferroviaire de la région. Cinquième gare d'Amtrak en termes d'activité, 1 464 289 voyages y ont été effectués en 2006. Des trains Amtrak desservent le Grand Los Angeles et des lignes permettant de rejoindre les autres villes californiennes et le reste des États-Unis. Amtrak dispose d'un service liant Los Angeles à San Diego à chaque heure de la journée, mais les connexions vers le nord sont moins fréquentes. Un train parcourant en 34 heures la ligne Coast Starlight rejoignant Seattle est disponible une fois par jour, un autre service quotidien assure la liaison avec Chicago. Une connexion avec Orlando est assurée trois fois par semaine. Le réseau Metrolink est utilisé par les trains de banlieue et totalise en moyenne 42 600 voyages par jour de semaine.
Le transport de marchandises, important en raison de l'arrivée du frêt depuis le complexe portuaire, est important dans le comté. Il est assuré par la Union Pacific Railroad et BNSF Railway.
« You won't see a cop walkin' on the beat / You only see 'em drivin' cars out on the street / You won't see a kid walkin' home from school / Their mothers pick 'em up in a car pool / Nobody's walkin' walkin' walkin' walkin—nobody walks in LA »
— Missing Persons, « Walking in LA »
Contrairement à l'assertion d'une chanson populaire, qui dit que « personne ne marche à L.A. » (nobody walks in L.A.), plusieurs lieux de la villes sont très fréquentés par les piétons. 3,4% des habitants vont au travail à pied, et la marche en tant qu'exercice est autant pratiquée dans les autres grandes villes du pays. C'est surtout le cas dans le centre-ville et dans les nombreux quartiers commerciaux. Depuis deux décennies, plusieurs d'entre eux ont été développés spécialement pour attirer les piétons, dont les quartiers de Old Town Pasadena (fin des années 1980) et la Third Street Promenade de Santa Monica (fermée aux automobiles en 1965 et redynamisée pour l'accès piétonnier en 1988). Il y est alors souvent plus rapide de marcher que de conduire, à cause du manque de parcs à stationnement. Néanmoins la ville reste peu accessible aux piétons. Un grand nombre de trotoirs sont dégradés et n'ont pas été réparés par les services municipaux depuis 1973. Depuis 2000 des fonds sont utilisés pour entreprendre des réparations.
Le cyclisme urbain est aussi pratiqué, même si seulement 0,6% des habitants utilisent un velo pour aller au travail. Les parcs, comme Griffith Park, et les environs de la ville, par exemple les Verdugo Mountains et les San Gabriel Mountains offrent de nombreux sentiers entièrement réservés aux piétons et aux cyclistes. Les services de transport Metro Bus et Metro Rail sont virtuellement tous accessibles aux vélos : soit les véhicules disposent de supports spécifiques, soit ils permettent, hormis aux heures de pointes, d'entrer avec son vélo.