Целесообразность устройства транспортного тоннеля во многом определяется сравнением эстакадного или путепроводного вариантов. При этом должны быть учтены рельеф участка, характер окружающей застройки, гидрогеологические условия и подземные инженерные сети, стоимость перекладки которых в ряде случаев достигает половины стоимости строительства самого тоннеля.

Одним из наиболее важных условий является рельеф. Участки трассы, пересекающие вершину холма, для смягчения уклонов и сокращения длины рамп следует прокладывать в тоннелях.

В градостроительном отношении при плотной застройке тоннели, как правило, предпочтительнее эстакад, так как не загромождают пространство городских улиц и площадей. По стоимости и срокам строительства, особенно с учетом перекладки подземных коммуникаций, устройством искусственного водопонижения и надежной гидроизоляции, транспортные тоннели на 30—50% дороже транспортных эстакад. В силу приведенных обстоятельств транспортные тоннели целесообразно устраивать преимущественно в сложившихся районах и центральных зонах существующих городов.

Для преодоления водных и горных преград также рекомендуется сооружать автотранспортные тоннели. Известны многие города, где осуществлено строительство протяженных подводных (Амстердам, Роттердам, Гавана, Антверпен, Лондон, Марсель, Монреаль, Нью-Йорк) и горных тоннелей (Братислава, Будапешт, Прага, Гавр, Лион, Зальцбург, Рио-де-Жанейро, Женева, Тбилиси). Протяженность отдельных современных городских автотранспортных тоннелей колеблется от 15—20 м до 2,5—4 км.