miniatura|400px|Origen de les carreteres radials, en la Puerta del Sol, Madrid. miniatura|400px|Sistema adoptat pel Pla General d'Obres Públiques de 1940 (Pla Peña) per a la nomenclatura de la Xarxa de carreteres d'Espanya. A Espanya una carretera nacional és una via de titularitat de l'Administració General de l'Estat, generalment de calçada única, gestionada pel Ministeri de Foment i que és part, juntament amb les autovies i autopistes de l'Estat, la denominada xarxa de carreteres de l'Estat.
La nomenclatura de les mateixes és de la forma (excepte per a les carreteres radials principals), i es troba normalitzada d'acord amb la següent regla establerta en el quart Pla General de Carreteres de 1939-41 (anomenat Pla Peña per haver estat dissenyat sota el mandat de l'enginyer i ministre Alfonso Peña Boeuf): La primera xifra correspon al sector entre Carreteres Radials on neixen. En el sentit de les agulles del rellotge, aquesta xifra és la de la carretera radial. Per exemple, les que tenen un 2, neixen entre la N-2 i la N-3, corresponents a les actuals A-2 i l'A-3. La segona xifra indica la distància en línia recta des de Madrid fins al lloc en el qual es trobi l'origen de la carretera, en quilòmetres i dividida entre 100: de 0 a 99 km = 0, de 100 a 199 km = 1, etc. La tercera el número d'ordre, tenint en compte que si és parell, és una nacional transversal, és a dir, no té direcció cap a Madrid, i si és imparella, és radial (direcció Madrid).
A més l'ordre de quilometratge és sempre decreixent cap a Madrid per a les radials, i decreixent en sentit horari per a les transversals.
Aquest sistema per a la nomenclatura de les carreteres ha tingut des de llavors una gran utilitat per al viatger i per a l'administració de carreteres, ja que d'acord amb les regles assenyalades, es pot aconseguir saber solament pel número de la carretera, quina és la zona d'Espanya en la qual s'està, quina orientació s'emporta i quina és la situació respecte a Madrid. Aquesta nomenclatura va ser dissenyada per l'enginyer Victorià Muñoz i Oms.
En el País Basc i la Comunitat Foral de Navarra, que tenen transferides les competències en matèria de carreteres, incloses les carreteres nacionals, així com les vies de gran capacitat, són de titularitat provincial, sent gestionades per les Diputacions Forals en el cas del País Basc o el Govern de Navarra en el cas de Navarra. Per tant, en aquestes comunitats autònomes poden existir excepcions a les regles de matriculació de les Carreteres Nacionals (vegeu N-102 o N-104 com a exemples).
Xarxa de carreteres de l'Estat Algunes d'aquestes carreteres han estat desdoblades, convertint-se en autovies i autopistes, però es manté tot el seu recorregut original per a una millor comprensió. El mateix ocorre amb les carreteres amb trams coincidents, també es mantenen les carreteres nacionals radials, encara que algunes s'han convertit en autovies. Per a una millor comprensió del conjunt, es presenten a continuació ordenades a partir de les sis carreteres nacionals, de la N-1 a la N-6.
N-1 i carreteres amb origen entre la N-1 i la N-2 Identificador Nom Itinerari Longitud Madrid a Irun Madrid - Port de Somosierra - Lerma - Burgos - Miranda de Ebro - Vitòria - Altsasu - Sant Sebastià - - Irun - Behobia - 25px 454 km - - - 12 km 20px Ariñiz - Vitòria 5 km 20px Argómaniz - Vitòria 9 km Sòria a Plasència Sòria - - San Esteban de Gormaz - Cerezo de Abajo - - - Segòvia - Villacastín - Àvila - Piedrahíta - Port de Port de Tornavacas - Plasència 408 km 15px - Madrid a Pamplona Madrid - - Medinaceli - Sòria - Túnel de Piqueras ( Port de Piqueras) - Logronyo - Viana - - Pamplona 260 km 15px - Sòria a Pamplona Ágreda - Cintruénigo - 45 km Logronyo a Vigo Logronyo - Burgos - Osorno la Mayor - Castrovega de Valmadrigal - León - Astorga - - Villamartín de la Abadía - Ourense - Vigo 662 km 15px - Pamplona - Tudela Pamplona - Tafalla - Olite - Valtierra - - Tudela 65 km 15px - Pamplona a França per Irun Pamplona - Ostitz - Oronoz-Mugairi - Bera - Behobia 64 km 15px - Pamplona a França per Dancharinea Oronoz-Mugairi - Elizondo - Dantxarinea 30 km 15px - Tarazona - Tudela Tudela - Tarassona 22,3 km Saragossa - - Gallur - Tarassona - Sòria - Aranda de Duero - Valladolid - - Tordesillas - Zamora - 25px 538 km Benavarri - Barbastre 35 km Logronyo a Vitòria Logronyo - Ollauri - Zambrana - - Vitòria 48 km - 11 km Haro - - Casalarreina 6 km 15px - Pamplona a França per Valcarlos Pamplona - Zubiri - Linzoáin - Roncesvalls - Luzaide - 25px 62 km (abans )15px - Pamplona a França per Alduides Zubiri - Eugui - 25px 23 km Bossòst - Eth Portilhon - 25px 8 km La Seu d'Urgell - 25px 9 km Montcada i Reixac - Terrassa 25 km Puigcerdà - 25px 1 km Puigcerdà - Llívia 7 km - 2 km Identificador Nom Itinerari Longitud Les carreteres de País Basc es troben transferides a les Diputacions Forals de Àlaba, Guipúscoa i Biscaia; les de Navarra al Govern de Navarra, i algunes carreteres de Catalunya a la Generalitat de Catalunya
N-2 i carreteres amb origen entre la N-2 i la N-3 Identificador Nom Itinerari Longitud Madrid a La Jonquera Madrid - Guadalajara - Calataiud - Saragossa - - Fraga - Lleida - Barcelona - Girona - La Jonquera - 25px 780 km Comarca de : Sacedón - Almadrones 71 km Alcolea del Pinar - Monreal del Campo - Alcanyís - Casp - Fraga 323 km - 2 km Puçol - València 23 km Algar de Palància - Castelló de la Plana - Grau de Castelló (en trams se solapa amb la ) 53 km Lleida - - 25px 188 km - Castelló de la Plana 3 km Vinaròs a Santander Vinaròs - Alcanyís - Saragossa - Tudela - Logronyo - Pancorbo - Port del Escudo 561 km Sagunt a Burgos Sagunt - Terol - Sòria - Burgos 482 km - L'Aldea 1 km (abans ) - Lleida 8 km Sagunt - 5 km - Vinaròs 13 km Tarragona - Lleida - Osca - - Jaca - Pamplona - Altsasu - Vitòria - Galdakao 550 km - 3 km Eix pirinenc Portbou - Figueres - Olot - Ripoll - Puigcerdà - La Seu d'Urgell - Sort - La Pobla de Segur - Castilló de Sos - Campo - L'Aïnsa - Boltanya - Fiscal - Broto - Biescas - Samianigo 520 km Identificador Nom Itinerari Longitud Algunes carreteres de Catalunya es troben transferides a la Generalitat de Catalunya.
N-3 i carreteres amb origen entre la N-3 i la N-4 Identificador Nom Itinerari Longitud Madrid a València Madrid - Arganda del Rey - Tarancón - Utiel - Requena - València 352 km Madrid a Múrcia Madrid - - Ocaña - La Roda - Múrcia -El Palmar - - - Cartagena 448 km Manzanares - Villanueva de la Jara 144 km La Gineta - Conca - Guadalajara - Venturada 320 km (abans ) Úbeda - - Jaén - - Terme Mun. de Alcaudete - 99x99px - - Priego de Córdoba - - Loja - - - - Colmenar - - Màlaga (carretera transferida a la Junta d'Andalusia) 233 km Còrdova a València Còrdova - - - - El Carpio - - Bailèn - - Linares - Úbeda - Albacete - Fuentealbilla - Requena 457 km Bailèn - Jaén - Granada - Motril 186 km (abans ) Còrdova - - - - El Carpio - - Torredonjimeno - - Jaén - - - Huelma - - Moreda - - - - - Guadix - - Alcudia de Guadix - - Almeria (carretera transferida a la Junta d'Andalusia) 290 km Novelda - Crevillent 24 km Alacant a França Alacant - - Almansa - Requena - - Utiel - Landete - Santa Creu de Moia - - Ademús - Terol - - Daroca - Saragossa - Osca - Igriés - - Jaca - 25px 675 km Còrdova a Màlaga Còrdova - - Lucena - El Tejar - - - - Antequera - - Màlaga 147 km Vera - - San Juan de los Terreros - - Águilas - Tébar - - Massarró - Cartagena - Alacant - València 386 km (abans ) Écija - - - Marchena - - - Utrera - Palmar de Troya - - El Cuervo de Sevilla - - Jerez de la Frontera 99 km (abans ) Sevilla - - Antequera 148 km - 2 km (abans ) Baza - - Huércal-Overa 88 km Gandia - 4 km - - 5 km - 1 km Cadis a Barcelona Cadis - - San Fernando - Algesires - - Marbella - Fuengirola - Màlaga - Almuñécar - Almeria - - Vera - Alcantarilla - Múrcia - Elx - Alacant - Sant Joan d'Alacant - - Alcoi - - - - La Llosa de Ranes - València - Sagunt - Nules - Castelló de la Plana - Tarragona - Barcelona 1248 km Venta del Pobre - Carboneras 19 km (abans ) Jerez de la Frontera - - Arcos de la Frontera - - Antequera - - Granada - Guadix - Baza - - Puerto Lumbreras 491 km Alumbres - Escombreras 9 km Almeria - - Alcantarilla - Molina de Segura - Jumella - Iecla - Cabdet - La Font de la Figuera 143 km La Unión - Portmán 9 km - 1 km - 5 km - 2 km - El Alquián 4 km - 3 km San Roque - 20px 25px Gibraltar 7 km Ceuta - Frontera (El Tarajal) 3,554 km Ceuta - Benzú (por la costa) 7,556 km - (Nord) 3 km Perímetre fronterer de la Ciutat Autònoma de Ceuta 8,280 km Identificador Nom Itinerari Longitud Algunes carreteres d'Andalusia es troben transferides a la Junta d'Andalusia i Ajuntaments.
N-4 i carreteres amb origen entre la N-4 i la N-5 Identificador Nom Itinerari Longitud Madrid a Cadis Madrid - - Còrdova - Sevilla - Cadis 670 km Toledo a Conca Toledo - Aranjuez - Ocaña - Santa Cruz de la Zarza - Tarancón - Conca 180 km Madrid a Ciudad Real Madrid - - Toledo - Sonseca - Los Yébenes - Malagón - Ciudad Real 186 km Toledo - Maqueda - - Àvila - Adanero 178 km Còrdova a Tarragona Montoro - Ciudad Real - Daimiel - - Herencia - - Mota del Cuervo - Conca - Ademús - - Terol - Utrillas - Montalbán - - Alcanyís - - Valdealgorfa - Reus - Tarragona 889 km Badajoz a València Mèrida - - Ciudad Real - - Daimiel - Albacete - - Almansa - - València 629 km Sevilla a Portugal Sevilla - - - Sanlúcar la Mayor - - San Juan del Puerto - - Huelva - - Cartaya - Lepe - 25px 132 km Badajoz a Granada Badajoz - Zafra - Còrdova - Granada 420 km El Garrobo - Aracena - Rosal de la Frontera - 25px 155 km Badajoz - - La Albuera - Jerez de los Caballeros - Fregenal de la Sierra - Jabugo - San Juan del Puerto - Huelva 234 km Còrdova - 8 km (abans ) Huelva - 9 km Huelva - Mazagón 22 km (abans ) Puerto Real - Cadis 6 km - Cartaya 13 km - Lepe 5 km - Encreuament de la - - Isla Cristina 7 km - Ayamonte 7 km Identificador Nom Itinerari Longitud Algunes carreteres d'Andalusia es troben transferides a la Junta d'Andalusia i Ajuntaments.
N-5 i carreteres amb origen entre la N-5 i la N-6 Identificador Nom Itinerari Longitud Madrid a Badajoz Madrid - Talavera de la Reina - Mèrida - Badajoz - 25px 408 km Àvila a Salamanca Àvila - Peñaranda de Bracamonte - Salamanca 96 km Àvila - - Salobral - Talavera de la Reina - Alcaudete de la Jara - Herrera del Duque - Almadén - Espiel 386 km Trujillo - Càceres - Valencia de Alcántara - 25px 149 km Càceres a Badajoz Càceres - Badajoz 90 km Benavente - Ourense - Santiago de Compostel·la 341 km Verín - 25px 15 km Ponferrada - Carucedo - O Barco de Valdeorras - - A Rúa - - A Pobra de Trives - - Castro Caldelas - Ourense 155 km Lugo - Chantada - Ourense 95 km Ourense a Pontevedra Ourense - - O Carballiño - Pontevedra 93 km - Ourense 0,75 kmCircumval·lació d'Ourense - 1,81 km Guntín - Santiago de Compostel·la 84 km La Corunya - Santiago de Compostel·la - Pontevedra - Redondela - Tui 180 km Tuy - 25px 4 km Redondela - Vigo 13 km Vilaboa - 5 km Redondela - 8 km Vigo - 13 km (abans ) Pontevedra - 12 km - 5 km Identificador Nom Itinerari Longitud
N-6 i carreteres amb origen entre la N-6 i la N-1