レンフェ（スペイン国鉄）の主な駅としては、南部にアトーチャ駅、北部にチャマルティン駅がある。全部で9路線あり、通勤通学のための近郊列車セルカニアスのほか、アンダルシア州のセビリアやマラガ、カタルーニャ州のバルセロナ、カスティーリャ・イ・レオン州のバリャドリッド、カスティーリャ＝ラ・マンチャ州の州都でマドリード遷都以前の首都であったトレドを結ぶ高速鉄道AVEが通じている。長距離路線が多く、駅のターミナルは、さながら空港のようである。荷物検査もあり、鉄道を利用する場合は、余裕を持って行動しなければならない（といっても空港とは違い、15分～20分ほど前に到着すれば問題ないが）。市内と郊外にはマドリード地下鉄が縦横に走っている。マドリード地下鉄の開業は1919年であり、最初の路線は1号線の一部の3.5kmであった。マドリード地下鉄には13の路線と295の駅があり、総延長は280km以上に及ぶ。市内をほぼ網羅しており、市民、また観光客の足として活躍している。地下鉄当局によれば、一日に250万人、2009年には延べ約6.5億人が利用している。地下鉄網の発展は目覚しく、2007年春には、南北の新市街地を中心に大規模な拡張工事が行われた。新設されたライトレールの3路線を含め、新しく敷設される約81kmに79個もの駅が開業した。またこの一環で、バラハス空港第4ターミナルへの地下鉄乗り入れが実現している。
アドルフォ・スアレス・マドリード＝バラハス空港が市内の北東12kmの位置にあり、地下鉄で結ばれている。ヨーロッパや南北アメリカ各国からの便が就航しており、更に2016年10月19日よりイベリア航空マドリードと東京/成田を結ぶ直行便が再就航した。これにより日本とスペインを結ぶ直行便が約18年ぶりに復活することになった。2018年10月にはマドリード～成田線は週5便へ増便した。ターミナルは4つ（T1, T2, T3, T4)あり、行先によって使い分けられている。地下鉄にはT2（第二ターミナル）とT4(第四ターミナル）で乗ることができる。2006年12月30日には、テロによる爆破でT4の駐車場の一部が破壊された。
マドリード市議会は57人で構成される（過半数29議席）。1991年以降国民党から市長が選出されてきたが、2015年の総選挙で市民プラットフォームの地域政党（ポデモス支援）のアオーラ・マドリードが20議席獲得し、9議席獲得したスペイン社会労働党と連立することで同党のマヌエラ・カルメーナ・カストリージョが24年ぶりに左派市長が誕生した。国民党は21議席獲得したが、7議席獲得したシウダダノスと連立しても過半数にわずかに届かず、社会労働党との連立交渉も挫折し下野することになった。
2004年3月11日、マドリード市内のアトーチャ駅など3つの駅でマドリード列車爆破テロ事件が発生し、191人が死亡し、2000人以上が負傷した。この事件は3日後の総選挙に大きな影響を与え、国民党が退陣してスペイン社会労働党に与党が移り変わる結果となった。マドリードは2012年夏季オリンピック、2016年夏季オリンピック、2020年夏季オリンピックの開催都市に立候補したが、いずれも開催地決定投票で脱落した。
18世紀にフェリペ5世は、ヨーロッパの首都としてふさわしいようにマドリード王宮を含む新しい宮殿の建設を行ったものの、マドリードが近代的な都市となったのは、カルロス3世の代であった。彼の時代に、当時の市街の東端にあった王室の土地がレティーロ公園として整備されて市民に開放され、また現在プラド美術館として使用されている建物が建設された。マドリードの歴史の中でもっとも人気のあるカルロス3世は「最良の市長であり王」と呼ばれた。カルロス4世が即位すると、マドリードは反乱を起こした。1808年、息子のフェルナンド7世に率いられたアランフエスの蜂起のあと、カルロス4世は退位し、スペイン王家はフランスに追放されて、ナポレオンの兄であるジョゼフ・ボナパルトがホセ1世としてスペイン王位に就くこととなった。5月にナポレオン・ボナパルトの部隊がホセを王位につけるためにマドリードに入城した。5月2日、これに反発するマドリード市民はフランス軍に対して反乱を起こしたが、鎮圧された。この時の光景を画家フランシスコ・デ・ゴヤが描いたものが、『マドリード、1808年5月3日』である。しかしこの蜂起はスペイン全土に波及し、1814年まで6年間にわたって継続するスペイン独立戦争の口火を切る形となった。1814年に最終的にナポレオン軍は敗北し、フェルナンド7世が王位に復帰したが、復帰したフェルナンドは極端に復古的な政治を行ったため、19世紀の間は自由主義派と保守派の争いが続いた（カルリスタ戦争）。
試作車の結果を反映した量産車として1990年（平成2年）9月から10月にかけて光が丘検修所（当時）に搬入した。そして、1990年（平成2年）12月から1991年（平成3年）10月にかけて練馬 - 光が丘間で1次車を使用したリニアモーター車両の高速走行試験を行い、全般的な性能ならびに安全性等の各種確認を行った。このグループは練馬 - 光が丘間の開業用として第01 - 05編成の6両編成5本（30両）が日本車輌製造で製造された。車両としての入籍は全車両が1991年（平成3年）12月となっている。車体は軽量化の図れる大形押出形材を使用したアルミ合金製で、アイボリーに塗装されている。外観デザインは「次世代感覚」「親しみやすさ」「軽快感」などをモチーフとし、ソフトなイメージを表現した。前頭部は傾斜があって流線型に近く、さらに大きく曲面を帯びた形状としている。車外から向かって右側には非常扉を備える。前照灯は窓の下部に設置し、尾灯はLED式前面行先表示器両端に設置した。LED式の前面・側面行先表示は走行区間によって変化するが、これは都営地下鉄大江戸線の項を参照のこと。本車両にはワイパーが付いているが、これは地上線を通るためだけではなく地下線内の漏水対策上や車体洗浄機を通過するのに必要な装備でもある。