국민의 삶의 질 향상과 국가경쟁력 제고를 위하여 효율적이고 지속가능한 교통체계 추진정책을 제시하고, 나아가 교통관련 기초자료 구축 및 핵심기술 개발을 통해 우리나라의 교통산업 발전을 선도하는 데 목표를 두고 있다.
1985년 11월 1일 재단법인 교통개발연구원으로 설립 허가를 받았고, 1986년 2월 6일 개원하여 1987년 8월 25일 도시교통정비촉진법 제24조에 의거, 정부출연 연구기관으로 출범했다. 1999년 1월 29일 정부출연연구기관 등의 설립, 운영 및 육성에 관한 법률 제8조에 의거해 경제사회연구회 소관 정부출연 연구기관 교통개발연구원으로 재발족하여 같은 해 3월 2일 경기도 고양시 교통개발연구원 독립청사로 이전했다. 2005년 7월 1일 「정부출연 연구기관등의 설립운영 및 육성에 관한 법률」에 의거 경제·인문사회연구회 소관 정부출연연구기관 한국교통연구원으로 소속 및 명칭이 바뀌었으며 2014년 12월 세종국책연구단지로 청사를 이전했다.
연구분야로는 모빌리티서비스혁신연구, 스마트시티교통연구, 미래차교통연구, 자율협력주행연구, 교통기술혁신형스타트업국가지원을 담당하는 4차산업혁명교통연구와 교통행정·법제연구, 광역교통·환승센터연구, 이동권·신운송산업연구, 기후변화·지속가능교통연구, 도시재생연구를 담당하는 종합교통연구, 도로정책연구, 도로운영·보행교통연구, 교통안전·방재연구를 담당하는 도로교통연구, 철도정책·광역철도연구, 철도산업·안전연구, 철도운영·공공성연구를 담당하는 철도교통연구가 있다.
또한 항공정책·산업연구, 항공안전·기술연구, 공항·소음분석연구, 항공학적검토를 연구하는 항공교통연구와 물류시장·산업혁신연구, 물류정책·물류4.0연구, 글로벌물류·인프라연구, 우수물류기업인증을 담당하는 물류연구, 국제인프라협력연구, 글로벌지식공유·인력양성 및 동북아북한인프라 연구를 담당하는 글로벌교통연구, 국가교통DB, 교통물류일자리조사분석, AI·교통빅데이터를 연구하는 교통빅데이터연구, 민자도로의 실사협약 및 운영평가, 통행료 관리 등을 담당하는 민자도로관리지원센터가 있다.
조직은 4차산업혁명교통연구본부, 종합교통연구본부, 도로교통연구본부, 철도교통연구본부, 항공교통연구본부, 물류연구본부, 글로벌교통연구본부, 교통빅데이터연구본부, 기획경영본부의 9본부와 민자도로관리지원센터로 구성되어 있다. 세종특별자치시 시청대로 370(구 반곡동 736) 세종국책연구단지에 위치한다.