Prisstoppet var ett viktigt löfte från Khan under årets borgmästarval.
Borgmästaren sa att frysningen av biljettpriserna skulle spara medelhushållet 200 pund under de kommande fyra åren.
Frysningen förväntas kosta 640 miljoner pund. Det gäller inte resekort, månatliga Oyster-kort eller dagliga mössor.
De kan användas för tjänster som tillhandahålls av andra operatörer.
Under valkampanjen lovade Khan Londonborna "att inte betala ett öre mer för sin resa 2020 än de gör idag".
Buss- och spårvagnsbiljetter, Betala som du går resor på Tube, Docklands Light Railway och TfL järnvägstjänster kommer alla att frysas.
Avgifterna för cykeluthyrning kommer inte heller att stiga före 2020.
Men TfL kommer att behöva göra nedskärningar på minst £ 591m till 2018, den punkt där det kommer att förlora sitt statliga operativa bidrag.
Frysningen av biljettpriserna kommer sannolikt att innebära ytterligare nedskärningar i TfL:s budget eftersom den syftar till att absorbera kostnaderna.
Borgmästaren har gjort en översyn av TfL:s ledning, lovat att skära ner på bemanningsföretagens personal, granska projekt och frysa lönerna för toppchefer för att göra besparingar.
Han upprepade också sin uppmaning till regeringen att följa hans ledning och frysa biljettpriser på järnvägslinjer in i huvudstaden, inklusive tjänster som drivs av oroliga södra järnvägen.
Khan sade: "Efter år av stora prishöjningar för Londonpassagerare är jag glad över att formellt tillkännage våra planer på att frysa TfL-priserna över Londons transportnät.
"Innan jag tillträdde var jag fast besluten att se till att vi vidtog betydande åtgärder för att göra kollektivtrafiken mer prisvärd och vi har redan tagit stora steg genom införandet av Hopper biljett som på bara två månader har sparat Londoners pengar på över 10 miljoner bussresor."
London Mayor Sadiq Khan har bekräftat att biljettpriserna kommer att frysas från januari till 2020.