交通规划理论的产生和发展大致可分作4个阶段。
1）萌芽阶段。交通问题和交通建设几乎从人类文明开始就出现了，在汽车出现以前和汽车出现之初，交通建设比较简单，但仍然存在交通规划的过程。如一些中国古代城市的道路网就表现成棋盘形状，这明显是在建路之前有关人员作了全盘的计划和打算，也就是作了规划。二次大战末期，发达国家汽车逐渐增多，已有的城市路网的容量上和形态上与汽车的出行需求之间的矛盾逐渐表现出来。美国就于1944年进行针对交通出行的家庭访问调查，并作了数据统计分析，这是人类有史以来第一次交通调查。1950年代，美国还借用系统分析方法对城市道路网的布局进行了分析。其他国家，如日本，也于1950年在东京进行了机动车出行OD调查。但这些都只是局部的尝试性的探索，作为系统的交通规划理论尚未形成，这是交通规划理论的萌芽阶段。
2）四步法阶段。以1962年美国芝加哥市发表的《Ghicago Area Transportation Study》为标志，交通规划理论得以诞生。1962年美国制定的联邦公路法规定凡5万人口以上城市，必须制定以城市综合交通调查为基础的都市圈交通规划方可得到联邦政府的公路建设财政补贴。
该项法律直接促成交通规划理论的形成和发展。开始，交通预测只是关于交通发生、交通分布、交通分配三个阶段的预测。1960年代后期，日本广岛都市圈的交通规划首次提出了对不同交通方式进行划分这一新的预测内容。此后，交通规划变成了交通发生、交通分布、交通发生划分和交通分配四个步骤，这就是交通规划的四步法（也叫四阶段法）理论。后来人们将交通发生划分与其它三个步骤做了不同形式的结合，相应地得出各类预测方法。这些都归入四步法。
3）非集计模型（Disaggregate model）阶段。关于非集计模型的研究最早也是始于1960年代后期（就是上面提到的广岛都市圈的交通规划），首先用于交通方式划分，1970年代后，McFadden等学者对它作了深入的研究，并推向实用化。四步法是将个人的交通活动的数据资料按交通分区进行统计处理的，是以交通分区为单位的模型，而非集计模型的分析单位是个人，对调查得到的数据不进行统计处理，而是引入效用理论、概率论的方法进行直接分析研究的。非集计模型至今仍在发展之中。
4）平衡模型加计算机技术阶段。自1975年LeBlanc发明Beckmann平衡交通分配模型（1956年）的算法以来，人们借助各种现代的应用数学工具（神经网络方法、数学规划方都市汽车网
法等）展开了关于平衡问题的数学模型及其算法研究，迅速发展的计算机技术使得大规模的、复杂的非线性数学规划模型及其算法得以能够计算实现。这方面的研究一直是二十多年来交通规划的主要研究内容，而且其触角已经延伸到交通规划以外的领域，如智能交通系统（ITS），大有出现交通规划与ITS相结合的局势。
我国的交通规划起步较晚，至今不到二十年历史。1980年代初期和中期我国城市中的交通规划主要是进行一些定性分析，最多也只作一些简单的、局部的定量分析，如仅仅依据道路交通量用最简单的方法估计年增长率，来推求未来年份的交通需求量。1980年代后期国外的交通规划理论才被引进，很快得到了广泛的应用和长足的发展。在理论方面，我国学者在应用国外的交通规划理论和方法时，注重针对我国城市的实际情况（如大量的自行车出行）进行完善，创造了具有中国特的交通规划理论，另外，我国学者也参与了国际前沿的研究，作出了许多研究成果。在应用方面，目前我国大多数大城市和一部分中等城市都进行了交通调查，并在此基础上进行了交通规划。
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