Straßenverkehr
Mit der Bundesstraße B 12 (München-Passau) ist der Landkreis verkehrstechnisch in die wichtige West-Ost-Achse eingebunden.
Die in Nord-Süd-Richtung verlaufende B 299 verbindet den östlichen Landkreis mit der Bundesautobahn A 92 München-Landshut-Deggendorf im Norden und der A 8 München-Salzburg im Süden. An die gleichen Autobahnen ist die westliche Landkreishälfte über die B 15 (Regensburg-Rosenheim) angebunden.
Die überregionalen Verkehrsanbindungen werden im Landkreis durch ein gut ausgebautes Kreisstraßennetz ergänzt.
In Zukunft wird die Bundesautobahn A 94 (München-Mühldorf-Pocking) den Landkreis in west-östlicher-Richtung durchziehen.
Die Abschnitte Ampfing - Erharting und Erharting - Winhöring sind bereits fertig gestellt und wurden am 07.12.2006 für den Verkehr freigegeben.
Schienenverkehr
Der Landkreis Mühldorf a. Inn wird durch acht Eisenbahnstrecken erschlossen, die für den Fern- und Nahverkehr sowie den Güterverkehr von Bedeutung sind. Die Nahverkehrszüge der SüdostBayernBahn sind auf dem "Linienstern Mühldorf" an sieben Tagen in der Woche vom frühen Morgen bis zum Abend unterwegs. Mit diesem vertakteten Fahrplansystem wurde der Personennahverkehr auf der Schiene in der Inn-Salzach-Region seit 1994 enorm aufgewertet. Von Mühldorf a. Inn führen Eisenbahnstrecken nach München, Landshut, Passau, Simbach a. Inn, Burghausen, Salzburg, Traunstein und Rosenheim.
Für das bayerische Chemiedreieck ist der Güterverkehr auf der Schiene ein lebenswichtiger Bestandteil des Logistikkonzeptes. Während bis zu den 90er Jahren der gesamte Güterverkehr von der damaligen Deutschen Bundesbahn abgewickelt wurde, sind heute auf den Strecken um Mühldorf auch einige andere EVUs (Eisenbahn-Verkehrsunternehmen) im Einsatz.
Luftverkehr
Vom Landkreis Mühldorf a. Inn sind die beiden internationalen Flughäfen München und Salzburg schnell zu erreichen.
Für kleinere Flugzeuge stehen im Landkreis zudem die beiden Flugplätze/Sonderlandeplätze Ampfing und Mühldorf a. Inn zur Verfügung.