Entre sus servicios ferroviarios, dispone de la conexión de alta velocidad a Barcelona-Sants.

La estación de Matabiau se sitúa en el corazón de la ciudad, en el borde noreste del centro histórico, en la ribera del canal del Midi.

Se encuentra conextada a través de pasajes subterráneos con la estación del metro de Toulouse Marengo-SNCF.

Además dispone de un intercambiador de autobuses con numerosas líneas de autobús urbano y, anexa a la estación, de la estación de autobuses de la ciudad, por lo que constituye un importante nodo de intercambio entre medios de transporte de la aglomeración toulousiana.

Toulouse-Matabiau se encuentra en el centro de una «estrella» ferroviaria en la cual se encuentran seis líneas diferentes: La estación se encuentra en un complejo ferroviario que incluye: