国道的编号根据国道的地理走向分为三类：一类是以北京为中心的放射线国道，其编号为1××，如北京到沈阳的干线公路，编号101国道。这类国道共有12条，其中通向东北的3条、华北2条、华东1条、中南2条、西北1条。
112国道是以北京为中心的环线。另一类是南北走向国道（纵线国道）。其编号为2××，如鹤岗到大连的干线公路，编号为201国道，山海关到深圳的干线公路为205国道。最长的纵向国道是锡林浩特到雷州半岛南部的海安，编号为207线。
这类国道主要以三级和四级公路为主。第三类是东西走向的国道（横线国道），编号为3××，比如绥芬河到满洲里的公路为301国道，杭州到沈家门的公路为329国道。路线等级主要为三级和四级。最长的横向国道为上海到聂拉木的318国道，也是国道中最长的一条。第四类是“五纵七横”主干线，以“0”字开头。
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