نیل به شهر جهانی با ویژگی‌های بین‌المللی آن نیازمند توجه به زیرساخت‌های مختلف و متنوعی در شهر است. تأمین و نگهداری این زیرساخت‌ها برعهده مدیریت شهری و البته شهرداری است. این زیرساخت‌ها باعث می‌شود توجه جهانی به شهر‌ها بیشتر شود، مراجعات افزایش یابد و توسعه شهر‌های جهانی صورت گیرد.
البته این زیرساخت‌ها برای جامعه شهری میزبان نیز کارساز است و می‌تواند رونق شهری را به دنبال داشته باشد. اگرچه نگاه تک‌بعدی به جهانی‌سازی شهر‌ها سبب نابودی هویت شهری و احساس تعلق خاطر شهروندان و هم‌چنین نابرابری‌های خدماتی می‌شود، با مدیریت بهینه این زیرساخت‌ها هم مخاطبان جهانی و هم مخاطبان محلی می‌توانند از آن‌ها بهره و سود ببرند.
زیرساخت‌های شهری امکانات و تجهیزاتی است که مدیریت شهری در راستای خدمات‌رسانی بهینه در اختیار عموم شهروندان قرار می‌دهد و هرگاه شهری به سمت جهانی‌شدن حرکت می‌کند، این زیرساخت‌ها در سطح استاندارد‌های جهانی و بین‌المللی تعریف و تجهیز می‌شود. بین مخاطب جهانی و توسعه زیرساخت‌های شهری رابطه‌ای دوسویه است و هرچه مخاطبان و توجه آن‌ها افزایش یابد، ناگزیر از توسعه این زیرساخت‌هاست و هرچه زیرساخت‌ها توسعه یابد طبیعتا جهانی‌شدن شهر افزایش می‌یابد. در شهر‌هایی همچون کلان‌شهر مشهد که در حال حاضر عنصر هویتی غالب آن زیارت و مذهب است، این زیرساخت‌ها باید تسهیل‌کننده امر زیارت و گردشگری برای مخاطبان جهانی باشد.
زیرساخت‌های شهری در دسته‌بندی‌ها و انواع مختلفی قابل بررسی و ارزیابی است. شهر‌های جهانی نیازمند فرودگاه، راه‌آهن و سامانه‌های اتوبوس‌رانی در سطح بین‌الملل هستند. برای مثال، شهر مشهد از هر سه این زیرساخت‌ها بهره‌مند است. البته سطح خدمات‌رسانی آن‌ها در سطح جهانی نیست و باید رشد کمی و کیفی داشته باشد. از نظر کمی، توان جابه‌جایی مسافر و ارتقای سطح ورود و خروج وسایل نقلیه را دارد.
از نظر کیفی هم لازم است زمینه‌های ارتباط و تعامل جهانی را داشته باشد. زیرساخت دوم در امتداد پایانه‌های مسافری، سیستم حمل‌ونقل درون‌شهری منسجم، متصل و البته تسهیل‌کننده تردد است. سطح استاندارد تقاطع‌ها، معابر شهری، ایستگاه‌های حمل‌و‌نقلی و ... در شهر مشهد نیز اگرچه در مقایسه با سال‌های گذشته وضعیت مطلوبی دارد، نابرابری دسترسی در سطح شهر به چشم می‌خورد. از سوی دیگر، در سطح جهانی نیز ضرورت دارد به این مهم توجه بیشتری شود.
بازارها، مراکز تجاری و تفریحی نیز در سال‌های اخیر رشد چشمگیری داشته‌اند و وضعیتی فراتر از نیاز داخل شهر مشهد و سطح ملی دارند. از سوی دیگر، این مقایسه در سطح ملی نیز وضعیت مناسبی دارد، اما در سطح جهانی این پروژه‌ها می‌تواند نمایان‌کننده عناصر هویتی شهر، وجود برند‌های سطح جهانی و البته تأمین‌کننده هزینه‌ها و درآمد‌ها باشد. اقتصاد و بازار جهانی نیازمند محتوایی و کیفی نیز هست به طوری که اطلاع‌رسانی به زبان‌های جهانی، همسانی قیمت‌های جهانی و حضور برند‌های بین‌المللی نیز به این مهم کمک می‌کند.
اسکان و اقامت در سطح جهانی از دیگر زیرساخت‌های لازم در هر شهری با رویه جهانی است. از آنجا که هتل‌های سطح شهر مشهد در درجه‌بندی‌های مطرح و البته از نظر کمی در وضعیت مناسبی قرار دارد، پاسخ‌گوی ظرفیت‌های ملی و تا حدودی جهانی است. در ایام مناسبتی اگرچه کمبود‌هایی احساس می‌شود، با توزیع مناسب گردشگری و زیارت در ایام سال، این توازن رعایت می‌شود و زمینه حرکت به سمت شهر جهانی بر مبانی تأمین زیرساخت‌های اقامتی و اسکان فراهم می‌آید.
شکی نیست که پیش‌ران اصلی شهر جهانی مشهد زیارت و گردشگری است. رشد و توسعه فعلی نیز مدیون این امر می‌باشد؛ بنابراین توجه به شهر جهانی هم‌راستا با توسعه زیرساخت‌های خدماتی، رفاهی و زیارتی خواهد بود. البته توسعه این زیرساخت‌ها در درجه اول باید به نفع شهروندان باشد، سپس در سطح جهانی مطرح شود، زیرا توسعه نامتوازن این زیرساخت‌ها باعث فاصله‌گیری از توسعه پایدار شهری می‌شود و چالش‌هایی برای جوامع به وجود می‌آورد که گاهی جبران‌پذیر نیست به طوری که این مسائل سبب مهاجرت، از دست دادن هویت و نابرابری اجتماعی و اقتصادی می‌شود.