География основных железнодорожных магистралей.
В настоящее время наиболее загружены линии Одесской железной дороги, идущие к морским портам (от Винницы и Черкасс к Одессе и Ильичевску, от Знаменки, Днепропетровска и Донецка к Николаеву и Херсону). Широтные линии небольшого протяжения, обслуживающие преимущественно сельскохозяйственные районы (имени Тараса Шевченко – Цветково – Христиновка – Зятьковцы – Вапнярка - Ямполь, Чернолесская – Помошная – Борщи, Николаев – Колосовка – Раздельная - Кучурган), менее загружены. В целом грузонапряженность дороги значительно ниже общесетвой.
Главными грузами, которые перевозятся по направлению к Одессе, Ильичевску и Южному, являются нефтепродукты, каменный уголь, черные металлы и минеральные строительные материалы. Часть из них перерабатывается и потребляется в Одессе – самом крупном промышленном центре украинского причерноморья, а большая часть перегружается на морской транспорт и идет на экспорт. В обратном направлении из Ильичевска и Одессы перевозят сахар-сырец, машины и металлоизделия, тропические фрукты.
В направлении Николаевского и Херсонского морских портов из Приднепровья и Донбасса следуют каменный уголь, нефтепродукты, черные металлы, железная руда и цемент, а в обратном направлении – нефтепродукты и хлебные грузы, а также глинозем.
Экспортные перевозки грузов оказывают большое влияние на структуру грузооборота Одесской дороги: она имеет трехкратное превышение прибытия над отправлением. Среди грузов прибытия преобладают нефтяные (сырая нефть, идущая на переработку на Одесский и Херсонский заводы, топочный мазут, дизельное топливо для судов морского флота), каменный уголь и строительные материалы.
Отправляет Одесская дорога нефтепродукты, минеральные строительные материалы и каменный уголь.
Крупнейшие станции прибытия: Одесса, Рени, Николаев, Ильичевск и Херсон, отправления – Пантаевка (бурый уголь Днепропетровского бассейна в Кировоградской области), Одесса и Херсон.
Главные пассажиропотоки направляются к Одессе.
Одесская дорога широко взаимодействует с другими видщами транспорта – морским (в портах Одесса, Ильичевск, Южный, Николаев и Херсон), речным (в портах Измаил на Дунае, Херсон и Черкассы на Днепре) и автомобильным. Между портом Ильичевск и болгарским портом Варна регулярно курсируют морские железнодорожные паромы.
В районе тяготения дороги протекает Днепр. По нему перевозят: вниз – зерновые грузы, минерально-строительные материалы, вверх – нефтяные грузы.
Территорию, обслуживаемую дорогой, пересекают следующие магистральные автодороги: Одесса-Умань-Киев, Одесса-Тирасполь-Кишинев, Одесса-Белград-Рени, Одесса-Николаев-Херсон-Каховка, Кишинев-Кировоград.