La ville est reliée aux autres centres d’agglomération du pays par le réseau autoroutier. Trois ponts sur le Bosphore (construits en 1973, 1988 et 2016) ainsi qu’un tunnel routier (Tunnel Eurasia, construit en 2016) assurent la liaison entre les parties européennes et asiatiques de la ville ainsi qu’avec le reste du pays.
Le réseau autoroutier d’Istanbul est l’O-1, l’O-2, l’O-3, l’O-4 et l’O-7. La longueur totale du réseau d’autoroutes à péage de la province d’Istanbul est de 543 km (2021) et le réseau des autoroutes nationales est de 353 km (2021), totalisant 896 km d’autoroutes (minimum 2×2 voies), à l’exclusion des routes secondaires et des rues urbaines. La densité du réseau autoroutier est de 16,8 km/100 km². L’O-1 forme le périphérique intérieur de la ville, traversant le pont des martyrs du 15-juillet (pont du Bosphore), et l’O-2 est le périphérique extérieur de la ville, traversant le pont pont Fatih Sultan Mehmet (aussi appelé second pont du Bosphore). L’O-2 continue vers l’ouest jusqu’à Edirne et l’O-4 continue vers l’est jusqu’à Ankara. Les O-2, O-3 et O-4 font partie de la route européenne E80 (l’autoroute transeuropéenne) entre le Portugal et la frontière Iran-Turquie. En 2011, les premier et deuxième ponts sur le Bosphore transportaient 400 000 véhicules chaque jour. L’O-7 ou Kuzey Marmara Otoyolu, est une autoroute qui contourne Istanbul par le nord. L’autoroute O-7 de Kinali Gişeleri à Istanbul Park Service a 139,2 km, avec 8 voies (4×4), et d’Odayeri-K10 à l’aéroport d’Istanbul Atatürk a 30,4 km. Le tronçon achevé de l’autoroute traverse le détroit du Bosphore via le pont Yavuz Sultan Selim (troisième pont du Bosphore), entré en service le 26 août 2016. L’autoroute O-7 relie l’aéroport international Atatürk à l’aéroport d’Istanbul. Les groupes écologistes craignent que le troisième pont ne mette en danger les espaces verts restants au nord d’Istanbul. Outre les trois ponts sur le Bosphore, le tunnel Eurasia à deux niveaux de 14,6 kilomètres (entré en service le 20 décembre 2016) sous le détroit du Bosphore permet également des traversées routières pour les véhicules à moteur entre les côtés asiatique et européen de la Turquie.
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