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Der Bezirk Favoriten erstreckt sich von den Anlagen der Südbahn im Norden über den Wienerberg, Boschberg und Laaer Berg bis zum Liesingtal im Süden, wo der im Wienerwald entspringende Liesingbach den Bezirk quert; dieser mündet knapp außerhalb Wiens in die Schwechat, die kurz darauf in die Donau mündet.
Favoriten besteht aus den Wiener Katastralgemeinden Favoriten, Inzersdorf-Stadt, Rothneusiedl, Unterlaa, Oberlaa-Stadt und Oberlaa-Land sowie aus kleinen Teilen der Katastralgemeinden Kaiserebersdorf und Simmering.
Favoriten ist seit 150 Jahren stark vom Verkehr bestimmt: Teile der Südbahn und der Ostbahn sind bis heute im Norden und Osten Bezirksgrenzen, im Süden ist es die Donauländebahn. Vom Stadtzentrum her kann man den Bezirk nur durch Bahnunterführungen erreichen. Auf dem großen Südbahnareal entstanden mit dem 2015 fertiggestellten Bau des neuen Hauptbahnhofes zwei neue Stadtteile, das Quartier Belvedere und das Sonnwendviertel. Der Frachtenbahnhof Matzleinsdorf (an der Südbahn) und der größere Teil des Zentralverschiebebahnhofs Wien Kledering (an der Ostbahn) befinden sich ebenfalls auf dem Gebiet des 10. Bezirks.

In Favoriten wurde das erste Teilstück des U-Bahn-Neubaues eröffnet: Im Februar 1978 nahm die Linie U1 auf der Teilstrecke Reumannplatz (beim Amalienbad) – Keplerplatz – Südtiroler Platz (Bezirksgrenze) – Taubstummengasse (4. Bezirk) – Karlsplatz (1./4. Bezirk) den Betrieb auf. Am 2. September 2017 machte die U1-Verlängerung nach Oberlaa im Süden des Bezirks diese Linie zur längsten des Wiener U-Bahn-Netzes.

Die Wiener Linien bedienen Favoriten auch mit den Straßenbahnlinien D, O, 1, 6, 11 und 18 sowie zahlreichen Autobuslinien, die ÖBB mit den S-Bahn-Stationen Wien Quartier Belvedere (an der nordöstlichen Bezirksgrenze), Wien Hauptbahnhof (im Zuge der Favoritenstraße) und Wien Matzleinsdorfer Platz (am Beginn der Triester Straße), alle drei am Gürtel (siehe unten) gelegen, sowie mit der S-Bahn-Station Wien Grillgasse an der Ostbahn bzw. an der Grenze zum 11. Bezirk.
Für den Autoverkehr sind die Ausfallstraßen Triester Straße (ehemalige Bundesstraße 17, bis zur Eröffnung der A2 Südautobahn die meistgenannte Straße Österreichs), Laxenburger Straße und Favoritenstraße wichtig. Direkt nördlich der Bezirksgrenze verlaufen Margaretengürtel und Wiedner Gürtel, Teile der Hauptverkehrsstraße, die die inneren Bezirke Wiens begrenzt (Teil der B221). Seit den 1970er Jahren quert die meistbefahrene Straße Österreichs, die A23 Südosttangente, den 10. Bezirk in seinem südlichen Teil tangential. Seit 2006 verbindet die Schnellstraße S1 an der südlichen Bezirks- und damit Stadtgrenze die A2 Südautobahn mit der A4 Ostautobahn.
Im Bezirksteil Unterlaa befindet sich das Umspannwerk Wien-Südost, das größte Wiens.