交通运输的发展，一般经历了各种运输方式独立发展到各种运输方式综合发展的演变过程，交通运输管理体制也随之发生变化。在各种运输方式独立发展为主的阶段，只需要相对简单的行政管理体制，一般按照运输方式分设政府管理部门。而到了综合运输阶段，运输方式之间竞争、协作、衔接等需求越来越多，交通运输系统的综合性和复杂性日益显著，各种运输方式分别单独管理、条块分割的管理体制难以适应需要，各国开始设立综合性的运输管理机构，制定综合运输政策与规划。

20世纪60年代以后，许多发达国家对交通运输管理体制进行改革，建立综合运输管理体制。如，1967年4月1日美国成立管理各种运输方式的运输部，现下设联邦铁路管理局、联邦公路管理局、联邦航空管理局、海事管理局等11个内设机构；意大利主管交通运输的部门是基础设施与交通部，下设国家铁路公司负责铁路建设和运营，高速公路由公路管理局（Azienda Nazionale Autonoma Statale della Strade Statali，ANAS）实施管理，国家民航管理局（Ente Nazionale per l'Aviazione Civile，ENAC）主要负责民航机场的规划与政策制订等，此外还有23个港口管理局负责主要港口的监管、规划和项目计划工作。

20世纪90年代以后，一些发达国家逐渐把交通运输主管部门与其他相关主管机构合并为更加综合的主管部门。如，德国于1998年10月将联邦交通部改革为联邦交通、建设与住房部，主要负责运输、交通方面的法律政策制定和监督执行，实行大交通管理模式；日本2001年成立国土基础设施与交通建设省，简称国土交通省，由原建设部、交通部、国土局、北海道发展局合并而来。

中华人民共和国成立以来，交通运输行业长期实行分运输方式、政企合一的行政管理体制，其中交通部管理公路和水运，铁道部管理国家铁路规划、建设和运输，中国民用航空局对民航业进行管理。从职能范围看，主要包括基础设施建设管理、行业发展规划制定、产业发展政策与产业技术政策制定、运输运行管理、运输市场管理、行业法规颁布、行业执法以及相关的其他管理职能，各种运输方式的管理理念和管理手段大致相同。

2008年3月15日，十一届全国人大一次会议通过关于国务院机构改革方案的决定。根据国务院机构改革方案，将交通部、中国民用航空总局的职责，建设部的指导城市客运职责，整合划入交通运输部。组建国家民用航空局，由交通运输部管理。保留铁道部，继续推进改革。

2013年3月14日，国务院公布机构改革和职能转变方案，进一步完善了综合交通运输管理体制。一是撤销铁道部，组建国家铁路局，由交通运输部管理。承担拟订铁路技术标准，监督管理铁路安全生产、运输服务质量和铁路工程质量等铁道部的其他行政职责。二是实行铁路政企分开。为推动铁路建设和运营健康可持续发展，保障铁路运营秩序和安全，促进各种交通运输方式相互衔接，实行铁路政企分开，组建中国铁路总公司，承担原铁道部的企业职责，负责铁路运输统一调度指挥，经营铁路客货运输业务，承担专运、特运任务，负责铁路建设，承担铁路安全生产主体责任等。

经过2008年和2013年两轮交通体制改革，公路、水路、铁路和民航由交通运输部及其管理的国家局管理，中国铁路总公司继承了铁道部的企业职能，油气管道主要由中石油、中石化等油气企业建设、运营。此外，国家发展和改革委员会作为宏观经济管理部门，负责统筹交通运输发展规划与国民经济和社会发展规划、计划的衔接平衡，制订交通运输发展战略与政策，协调交通运输有关重大问题。