廣州白雲機場有地鐵。廣州地鐵三號線北延段南起天河區體育西路站，經林和西、廣州東、燕塘、梅花園、京溪南方醫院、同和、永泰、嘉禾望崗、龍歸、人和站後到達機場南站和機場北站。乘坐該線既可直達廣州市的中心城區天河區，也可以通過換乘到達廣州南站並搭乘武廣高鐵及廣珠城際鐵路，或通過換乘其他地鐵線路前往廣州市的其他區域。
乘坐地鐵的旅客，需要在1號航站樓坐飛機的，可在“機場南站”下車，需要在2號航站樓坐飛機的，則在“機場北站”下車。
地鐵“機場北站”位於綜合交通中心(GTC)大廳西側負一層，在交通中心和航站樓內各設有1個出口。
未來，旅客還可搭乘城軌往來白雲機場，綜合交通中心(GTC)東側負一層位置預留了城軌站臺。
