Im 19. Jahrhundert wurde der Personenverkehr in Essen 1847 mit Pferdeomnibussen bewältigt. Durch den Bau der Stammstrecke der Köln-Mindener Eisenbahn-Gesellschaft wurde Essen 1847 an das Eisenbahnnetz angeschlossen. 1893 wurde die elektrische Straßenbahn in Betrieb genommen. 1925 setzte der motorisierte Omnibusverkehr ein; in den 1960er Jahren begann der Bau der teils im Tunnel verlaufenden Stadtbahn.
Das Rückgrat des Essener Nahverkehrsnetzes bildet das normalspurige und hochflurige Stadtbahnnetz. Es verläuft von Altenessen über das Essener Stadtzentrum mit dem Hauptbahnhof bis nach Rüttenscheid und zur Messe/Gruga sowie auf Streckenabschnitten nach Mülheim an der Ruhr unterirdisch. Mit Ausnahme des Nordastes zwischen Altenessen und Gelsenkirchen-Horst und dem Südwest-Ast zwischen Bismarckplatz und Margarethenhöhe ist das Stadtbahn-Netz vollständig vom Individualverkehr getrennt. Zwischen Essen und Mülheim weist es zudem die Besonderheit auf, dass die Stadtbahnlinie U18 auf dem Mittelstreifen der Bundesautobahn 40 verkehrt.
Im übrigen Straßenbahnnetz fahren meist Niederflur-Straßenbahnwagen. Das Straßenbahnnetz verläuft überwiegend im Nordteil der Stadt und besitzt wie die Stadtbahn im Innenstadtbereich eine Tunnelstrecke. Das Straßenbahnnetz verzweigt im Essener Norden und Westen in mehrere Richtungen, wie Frohnhausen, nach Mülheim an der Ruhr, Frintrop bis an die Stadtgrenze zu Oberhausen, ferner zwei Routen nach Essen-Borbeck, von denen eine nach Gerschede und Dellwig weiterführt. Der Essener Nordosten wird lediglich von einer langen Straßenbahnstrecke bedient, die das Stadtzentrum mit Stoppenberg, Katernberg und dem benachbarten Gelsenkirchen verbindet. Auf dieser verkehrt die Kulturlinie 107. Knotenpunkt aller Straßenbahnlinien ist der U-Bahnhof Rathaus Essen. Auf der Straßenbahnstrecke Essen–Oberhausen, der Stammstrecke Richtung Westen, verläuft die Linie 105. Diese verkehrt nicht wie die Linie 107 in die Nachbarstadt (hier jedoch Oberhausen), sondern endet an der Stadtgrenze. Dabei liegen zwei bis drei Kilometer hinter dieser Endstelle das Centro und die ÖPNV-Trasse Oberhausen, die das Rückgrat des Nahverkehrs in Oberhausen darstellt. Eigentlich sollte die Linie 105 bis 2018 nach Oberhausen verlängert werden, diese Planungen wurden jedoch durch einen Ratsbürgerentscheid gestoppt. Die Pläne sind jedoch im November 2015 in den ÖPNV-Bedarfsplan des Landes angemeldet worden.
Nach Osten verläuft die Straßenbahn nach Huttrop und Steele sowie Richtung Süden die Strecke nach Bergerhausen und Rellinghausen, von der die Essener Südtangente abzweigt, eine Straßenbahnstrecke, die die Moltkestraße im Südviertel mit Rüttenscheid, Holsterhausen und Altendorf im Westen verbindet. In Altendorf befindet sich an der Helenenstraße die am stärksten befahrene Straßenbahnkreuzung im Ruhrgebiet. Alle Essener Straßenbahnlinien kreuzen sich im U-Bahnhof Rathaus Essen.
Den übrigen ÖPNV bedienen Buslinien. Diese stellen oft Tangentialverbindungen zwischen den Stadtteilen und den Straßenbahnlinien her.
Als Besonderheit fuhren bzw. fahren auf den Linien 145, 146 und 147 (inzwischen nur noch auf der Linie 146) Duo- und Spurbusse. Ursprünglich verkehrten diese zu Testzwecken. Der Spurbus hat sich als Verkehrssystem nicht durchgesetzt.
Während tagsüber das Busnetz überwiegend eine linienreine Verbindung zwischen den Schienenstrecken innerhalb der Stadt herstellt, verläuft das Nachtnetz primär radial vom Hauptbahnhof aus sternförmig in die meisten Stadtteile. Die Nacht-Express-Linien (NE) werden durch Taxibuslinien ergänzt, die eine Feinverteilung in die einzelnen Stadtteile ermöglichen.
Ebenfalls ein wichtiger Eisenbahnknotenpunkt für den Regionalverkehr ist der Bahnhof Essen-Steele im Osten der Stadt. Er wird von drei S-Bahn-Linien (S 1 nach Mülheim und Duisburg oder Bochum und Dortmund; S 3 nach Mülheim und Oberhausen oder Hattingen und S 9 nach Bottrop oder Wuppertal) und zwei Regionalverkehrslinien (RE 14 nach Dorsten und RE 49 nach Wesel oder Wuppertal) bedient und bietet Anschluss zum benachbarten Busbahnhof, der gemessen an der Linienanzahl der größte Busknotenpunkt in Essen ist. Im Jahr 2021 nutzten ca. 12700 Fahrgäste pro Tag den Bahnhof Essen-Steele, womit er deutlich mehr als andere Stationen wie Borbeck, Altenessen oder Werden frequentiert wird.[6]
Insgesamt gibt es momentan in Essen 26 Eisenbahnstationen mit Personenverkehr. Diese sind in der Liste Essener Bahnhöfe aufgelistet. Eine Besonderheit stellen dabei die S-Bahnhöfe Dellwig und Dellwig Ost dar, welche in etwa 300 Metern Entfernung voneinander an zwei verschiedenen Strecken liegen, die sich zwischen den beiden Stationen kreuzen.
Fernverkehr
Der Essener Hauptbahnhof ist Halt des Fernverkehrs der Deutschen Bahn und wurde im Fahrplanjahr 2013 von Zügen unten genannter Linien bedient. Zusätzlich gibt es seit dem 29. August 2011 eine Verbindung des Hochgeschwindigkeitszugs Thalys über Düsseldorf–Köln–Aachen und Brüssel nach Paris (unten als THA 80 aufgeführt).[7] Essen Hauptbahnhof ist der einzige Fernbahnhof Essens. Es gibt zwar einige wenige Fernzüge, die durch Essener Stadtgebiet über die Bahnstrecke Duisburg–Dortmund der Köln-Mindener-Bahn fahren, jene halten jedoch nicht auf Essener Stadtgebiet.
In Essen verkehren im Fahrplanjahr 2021 neun Regional-Express-Linien und vier Regionalbahn-Linien. Alle diese Linien mit Ausnahme der Linie RE3, RB32 und RB35 bedienen den Hauptbahnhof. Die Linien RE3, RB32 und RB35 halten nicht in Essen Hauptbahnhof, weil sie die Bahnstrecke Duisburg–Dortmund der Köln-Mindener Eisenbahn bedienen, die als einzige Bahnstrecke auf Essener Stadtgebiet den Essener Hauptbahnhof nicht erreicht. Dafür bedienen sie aber alle drei den Bahnhof Essen-Altenessen, der für den RE3 einziger Halt in Essen ist. Die Linien RB32 und RB35 halten außerdem noch Essen-Dellwig, Essen-Bergeborbeck und Essen Zollverein Nord. Neben dem Hauptbahnhof werden von den Regionalzügen noch die Stationen Essen-Altenessen, Essen-Dellwig, Essen-Bergeborbeck, Essen-Zollverein Nord, Essen-Borbeck, Essen West, Essen-Kray Süd, Essen-Steele und Essen-Kupferdreh angesteuert. Die übrigen 16 der 26 Essener Bahnstationen sind reine S-Bahn-Halte.
Viele Ziele zum großzügigen Ausbau des Essener Nahverkehrsnetzes, darunter der Neubau der Bahnhofstangente (einer neuen oberirdischen Straßenbahnverbindung vom Krupp-Quartier über den Berthold-Beitz-Boulevard zum Hauptbahnhof und zur Hollestraße, wo Anschluss an die Straßenbahnstrecke nach Steele besteht) sind im Nahverkehrsplan der Stadt enthalten.[8]