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U- und S-Bahn sind in unterschiedlichen Infrastrukturen unterwegs. Während die U-Bahn auf mehreren Streckenabschnitten im Hamburger Hafen, in Barmbek und an der Isestraße auf Viadukten fährt und mit 45 Tunnelstationen 45 km des Liniennetzes unterirdisch zurücklegt, sind es bei der S-Bahn lediglich 11 unterirdische Stationen (inkl. Hamburg Hbf) und 12 km Strecke, die unter der Erde in Tunneln liegen.

Der unterschiedliche Tunnelanteil veranschaulicht, dass die S-Bahn ein insgesamt weniger vor externen Einflüssen geschütztes System ist als die U-Bahn. Deshalb gibt es bei der S-Bahn auch mehr Einwirkungen von außen, wie bspw. Witterungsbedingungen, Personen oder Gegenstände in den Gleisen und daraus folgende Feuerwehr-, Polizei- und Rettungswageneinsätze. Von diesen externen Einflüssen, die für alle schienengebundenen Verkehrsmittel eine große Herausforderung sind, ist grundsätzlich auch die U-Bahn betroffen, allerdings in geringerem Maße.

Im Regionalverkehr gibt es dagegen keine Tunnelstrecken oder -stationen. Somit sind die externen Einflüsse auf den fahrplanmäßigen Betrieb hier im Vergleich zu U- und S-Bahn in der Regel am größten.

Beim Aufbau der Liniennetze unterscheiden sich S- und U-Bahn. Während den fünf S-Bahn-Linien im Hamburger Innenstadtbereich zwei Strecken mit insgesamt vier Gleisen zur Verfügung stehen (City-Tunnel via Jungfernstieg und Verbindungsbahn via Dammtor), teilen sich bei der U-Bahn nur die U2 und die U4 auf einem Abschnitt die Gleise. Die hochfrequentierten Linien U1 und U3 fahren hingegen unabhängig voneinander auf ihren eigenen Strecken und können sich im Fahrgastbetrieb, außer bei der Bereitstellung oder Überführung (z.B. der U3 in Wandsbek-Gartenstadt aus Farmsen), gegenseitig nicht beeinflussen.

Am Hamburger Hauptbahnhof treffen alle S-Bahn-Linien zusammen, was den Bahnhof für die S-Bahn zu einem echten Nadelöhr macht. Unvorhergesehene Gleissperrungen oder Verspätungen führen wiederkehrend zu starken und anhaltenden Auswirkungen im gesamten Liniennetz. Auch die Station Altona ist ein Knotenpunkt im Hamburger S-Bahn-Netz, an dem drei der fünf S-Bahn-Linien zusammentreffen. Daraus können ebenfalls betriebliche Einschränkungen resultieren. Mit dem zum Fahrplanwechsel 2023/2024 umgesetzten, neuen S-Bahn-Netz soll diese Herausforderung perspektivisch reduziert werden.

Für den Regionalverkehr stellt der verkehrlich stark belastete Hamburger Hauptbahnhof eine große betriebliche Herausforderung dar. Hier teilen sich Regionalverkehrslinien bereits an verschiedenen Bahnsteigen die Ankunfts- und Abfahrtsgleise und fahren auf demselben Gleis nacheinander ab. Außerdem werden täglich zahlreiche Fernverkehrszüge abgewickelt. Dadurch wirken sich kleine Unregelmäßigkeiten schnell auf viele weitere Linien aus. 

Schließlich hat auch die Lage in den beiden weiteren bedeutsamen norddeutschen Eisenbahnknotenpunkten Hannover und Bremen Auswirkungen auf die im südlichen hvv Verbundgebiet in Richtung Hamburg verkehrenden niedersächsischen Regionalverkehrslinien RE2, RE3, RE4, RB38 und RB41. 

Große Auswirkungen auf die Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit des Regionalverkehrs hat der Mischverkehr. Auf nahezu allen Eisenbahnstrecken im hvv fahren neben Güterzügen vor allem auch eine Vielzahl von Fernverkehrszügen der Deutschen Bahn (IC, ICE) und weiterer Betreiber. Die Strecken im südlichen hvv Verbundgebiet zwischen Hamburg und Lüneburg / Uelzen sowie Buchholz mit den Eisenbahnknoten in Hannover und Bremen sind hiervon in einem besonderen Maße betroffen.

Die Linie S5 der S-Bahn teilt sich auf dem Streckenabschnitt zwischen Neugraben und Stade ebenfalls die Gleise mit Regionalverkehrs- und Güterzügen, was die Abhängigkeit von externen Einflüssen in Bezug auf Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit im Vergleich zum übrigen S-Bahn-Netz deutlich erhöht. Auch die insgesamt noch 23 Bahnübergänge im S-Bahn-Liniennetz machen das Verkehrssystem gegenüber der U-Bahn für Störungen anfälliger.

Im Liniennetz der U-Bahn gibt es die Problematik des Mischverkehrs oder von Bahnübergängen nicht.

Die U-Bahn ist überwiegend im städtischen Raum der Hansestadt Hamburg unterwegs, während die S-Bahnen auch weit in das Hamburger Umland bis nach Stade und Wedel sowie Pinneberg und Aumühle verkehren. Je länger die Strecken sind, desto mehr Einflüsse können auf eine Zugfahrt einwirken und sie beeinflussen. Bei der U-Bahn ist hiervon die Linie U1 betroffen.

Am längsten sind die Strecken im Regionalverkehr. Somit sind auch in diesem Fall die möglichen Einflüsse auf Pünktlichkeit und Zuverlässigkeit am größten.