鐵路運輸統稱叫做軌道運輸或軌道交通，是使用鐵路列車運送旅客和貨物的一種運輸方式，外文名叫做railway transportation，特徵是能力大，成本低。種類是整車，零擔，集裝箱。
概要
鐵路運輸是已知陸上交通方式其中一種最有效的。鐵軌能提供極光滑及堅硬的媒介讓列車的車輪在上面以最小的摩擦力滾動。這上面的人會感到更舒適，而且節省能量。如果配置得當，鐵路運輸可以比路面運輸運載同一重量物時節省五至七成能量。而且，鐵軌能平均分散列車的重量，令列車的載重力大大提高。而且安全舒適。平均每億客公里的死亡率是公路交通事故死亡人數的幾十分之一到幾百分之一，爲最安全的交通運輸方式。
運作
青藏鐵路
DF8貨運柴油內燃機車
一個鐵路運輸系統包括很多元素，而且它們之間是相輔相成的。如果沒有合適的系統，火車將無法順利運行。
興建時首先的重點，是鐵路沿線的地理環境。
其次是系統的用途爲何：客運或是貨運，若是客運，還要考慮乘客是通勤者還是中、長途旅行者。
當弄清楚需求後，便要決定建造的鐵路類型：輕鐵、重鐵還是高速鐵路。另外還有單軌鐵路、膠輪路軌系統和磁浮鐵路等，因爲這些線的列車也是以軌道導引行走。現時很多大城市都設有城市軌道交通系統或路面電車系統。
決定建造的鐵路類型後，便要小心選擇使用的軌距。
列車動力方面，古時用馬，後來有蒸汽，現在則用柴油或電力。如果是電力，便需要電氣化的系統。這樣一來，又有不同的方法爲列車供電。最普遍的是接觸網供電及軌道供電。
最後，要根據交通流量決定路軌的數目。如果流量較小，可以只建一條路軌，但一定要有避車處讓多於一列列車使用這條鐵路。流量大的，可以鋪雙線甚至多線，有些繁忙的路段甚至有八線平行行走，每個方向有四條路軌。
希臘是第一個擁有路軌運輸的國家。至少二千年前已有馬拉的車沿着軌道運行。
1804年，理查·特里維西克在英國威爾士發明了第一臺能在鐵軌上前進的蒸汽機車，但商業上並不成功。
第一臺取得成功的蒸汽機車是喬治·史蒂芬生在1829年建造的“火箭號”。
1820年代，英格蘭的史託頓與達靈頓鐵路成爲第一條成功的蒸汽火車鐵路。後來的利物浦與曼徹斯特鐵路更顯示了鐵路的巨大發展潛力。
很快鐵路便在英國和世界各地通行起來，且成爲世界交通的領導者近一個世紀，直至飛機和汽車發明才減低了鐵路的重要性。
高架電纜在1888年發明後，首條使用接觸網供電的電氣化鐵路在1892年啓用。
第二次世界大戰後，以柴油和電力驅動的列車逐漸取代蒸汽推動的列車。1960年代起，多個國家均建置高速鐵路。而貨運鐵路亦連接至港口，並與船運合作，以貨櫃運送大量貨物以大大減低成本。
現時在全球236個國家和地區之中，有144個設有鐵路運輸(包括全世界最小的國家梵蒂岡在內)，其中約90個國家和地區提供客運鐵路服務。鐵路依然是世界上載客量最高的交通工具，擁有無法被取代的地位。
中國第一條鐵路吳淞鐵路建於上海，由英國人興建，後被清朝地方官員買回並拆毀。而正式使用的第一條鐵路和蒸汽機車則是由李鴻章興辦的開灤公司煤礦所建。
