铁路运输是使用在轨道上运行的列车载运旅客和货物的运输方式。它是一种现代陆地运输方式。它以机车或动车牵引车列，沿着两条平行的钢轨运送旅客和货物。在现代运输系统中铁路运输占有重要地位。目前世界上绝大多数国家和地区都有铁路，营业里程总长约为125万多千米。只有老挝是世界上唯一没有铁路的国家。世界上铁路运输状况，按铁路营业里程来说，美国居世界首位，俄罗斯居第二位，我国居第三位；按国土面积计算的铁路网密度来说，西欧国家和日本比上述三个国家高得多；按每千米线路平均所承担的客货运量来说，我国以世界上6%的铁路完成了占世界15%的客贷运量，为世界第一位。
铁路运输发展简史
世界上铁路的发展已有160年的历史。
铁路的出现
1825年英国在斯托克顿和达灵顿之间修建了一条运输煤炭和旅客的铁路，用蒸汽机车牵引车列。这就是世界上第一条公用铁路。它在陆地运输发展史上树立了一个里程碑。此后，美国于1827年、法国于1828年、俄国于1834年、德国于1835年也先后兴筑铁路。到19世纪50年代，欧洲和北美几乎所有国家都修建了铁路。亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲大多数国家在19世纪下半叶也都开始修筑铁路。
我国于1876年由英商修筑了从上海到吴淞长约15千米的窄轨铁路——淞沪铁路。1881年为了运唐山煤炭到海口，修筑了从唐山到胥各庄的标准轨铁路。唐胥铁路是我国保留下来的最早的铁路。
里程的增长
铁路的产生标志着社会生产力达到一个新的水平，它适应大工业特别是煤炭和钢铁工业发展对大量、廉价运输的需要而迅速发展。列宁指出：“铁路是资本主义工业的最重要的部门即煤炭工业和钢铁工业的总结。”1825～1860年全世界共修建铁路19.4万千米，接着就出现了持续半个多世纪的世界性筑路热潮。1860～1920年共修筑铁路84万千米，平均每年增加新线近1.4万千米。其中又以1881～1890年和1901～1910年间发展最快，平均每年增加2万多千米。到1920年世界铁路总营业里程达到103.3万千米。以后，由于其他运输方式的发展，以及战争的影响，铁路建设速度显著下降，第二次世界大战以后，虽然我国、前苏联以及第三世界的其他许多国家修建了不少新线，有的西方国家也修建了少量新线和高速铁路，但由于有些国家特别是美国不断拆除和封闭运量较小、无利可图的线路，多年来世界铁路营业总里程增加不多，目前铁路营业里程约为125万多千米。
我国铁路建设大体上可分为两个阶段。1949年中华人民共和国成立初期，铁路营业里程为21810千米，这是19世纪后期和20世纪前期建成的，主要分布于东北地区和沿海各省，线路标准低，技术设备落后。中华人民共和国成立以后开展了大规模的铁路建设。到2003年铁路营业里程达7.4万千米，为1949年的3.6倍，平均每年增加1000多千米。铁路延伸到我国西南、西北广大地区。全国各省（自治区）都有了铁路。此外，对原有线路的路基、桥梁、隧道等建筑物和轨道结构也进行了技术改造，铺设了8000多千米复线铁路，显著改变了过去铁路少、布局偏和技术标准低的状况。但从经济和社会发展的需要看，现有铁路还有待进一步发展。
铁路运输的特点
铁路运输具有以下一些技术经济特点。
运输能力大
铁路运输能力取决于货物列车重量（旅客列车载运人数）和每昼夜通过的列车对数。每列车载运货物和旅客的能力比汽车和飞机的大得多。货物列车的平均总重（货重和车辆自重），2000年我国为2021吨，俄罗斯为2839吨，美国为4039吨。为了增加运输能力和提高经济效益，各国都很重视货物列车重量的提高，有些国家（如美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯等）运输大宗散装货物（煤、矿石、粮食等）的重载列车总重已经超过万吨；有的国家（如俄罗斯、印度、中国等）正扩大旅客列车的编组，有些客车每列载运人数已超过千人；双线铁路每昼夜通过列车数可达百余对，因而其货物运输能力每年每个方向可以超过1亿吨。
运输成本低
铁路运输成本与运量的大小、运输距离的远近密切相关。运量愈大，运输距离愈远，单位成本愈低。一般地说，铁路的单位运输成本比公路运输和航空运输的低得多。1981年我国铁路每万换算吨千米的平均运输成本为96.98元，而同年汽车每万换算吨千米的运输成本为1637.0元，后者为前者的16.9倍。至于航空运输的成本又比公路运输的高得多。
能耗少
铁路轮轨之间的摩擦阻力小于汽车车轮和地面之间的摩擦阻力，所以铁路机车单位功率所能牵引的重量约比汽车的高10倍，从而铁路单位运量的能耗也就比汽车运输的少得多。货物运输中汽车单位运量的能耗一般比铁路的高6～10倍。
速度较高
货物列车和旅客列车的运行速度通常为每小时60～110千米，高于汽车和运输船舶。高速旅客列车的时速已达到400千米。
适应性强
依靠现代科学技术，铁路可以修到任何需要的地方，受地理和气候条件的限制很小。铁路可以全年、全天候运输，具有较高的连续性和可靠性，而且适合于长、短途旅客和各类不同重量和体积货物的双向运输。
以上列举的铁路运输的特点并不是绝对的、无条件的。例如在货物运输方面，铁路短途运输的总成本往往高于公路运输的，因为短途运输的货物装卸和列车在发站到站进行编组、解体等作业的支出在成本中占有很大比重。基于同样的原因，铁路短途运输的货物送达速度也较低。铁路内部分工细、工种多，固定资产占用资金多，因而很大一部分营业支出不管运量大小都是必不可少的，运量愈小，这部分不以运量为转移的“固定费用”在单位成本中所占的比重就愈大，成本也愈高。
可见铁路最适合于大运量、长距离的运输。又如在旅客运输方面，时间因素最为重要。在经济发达国家，短途运输多由轻便、灵活的汽车承担，长途运输则以航空运输较为有利，因而铁路一般用于以通学、通勤为主的市郊客运和中距离的城市间客运。
铁路运输的功能地位
铁路运输的功能
铁路运输和其他运输方式一样，它的功能是实现旅客和货物的位置移动，因此“位移”就是铁路运输业的“产品”，计量单位是人千米和吨千米。从运输消费者（旅客和收发货人）的角度看，铁路运输既要运费低廉和充分满足需要，又要具备安全、迅速、准确、便利、舒适（对旅客运输而言）的运输质量。这是一般要求。然而每一名旅客的旅行和每一批货物的运输对上述要求的侧重点是不完全相同的。贵重货物、鲜活易腐货物、季节性很强的货物的托运者十分重视速度；常年消费的大宗初级产品如煤、矿石等的托运者则较重视运输的大量性、连续性和运价的低廉。长途旅客较重视车内的舒适程度和运送速度，短途旅客则侧重于发、到时间是否方便、车次是否频繁等等。
在国民经济中的地位
铁路运输促进了生产规模、原材料供应范围和产品销售市场的扩大；加速了各地区的开发，使资源得到更充分的利用；扩大了地区之间、部门之间的劳动分工和协作。铁路运输是联系工业和农业、城市和乡村的纽带，对社会生产力的发展起着积极的推动作用。此外，铁路又是进行文化和科学技术交流，保证一个国家的政治统一和安全的重要因素。
铁路运输从19世纪下半叶到20世纪20年代在经济发达的国家中占有十分重要的地位，它所承担的客货运输量远远超过其他各种运输方式。有人把这一段时间称为铁路的“黄金时代”。后来由于公路运输、航空运输和管道运输的迅猛发展和内河航运的复兴，铁路运输在整个运输系统中的地位逐渐相对下降。如在西欧各国和日本，公路运输完成的货物和旅客周转量都超过了铁路。航空运输、水路运输和管道运输也夺去了一部分铁路运输量。铁路部门由于运量不足，连年亏损，依靠政府补贴维持。但是在国土辽阔、矿藏和农林资源丰富的国家，如俄罗斯、中国、美国、加拿大、印度、澳大利亚，铁路运输在国内运输系统中仍占重要地位。这些国家铁路所完成的货物周转量均超过其他运输方式。
我国2003年铁路完成的货物周转量占国内货物周转量76.1％，占全部货物周转量（包括远洋运输的）49.3％。俄罗斯、印度、日本、中国四个国家的铁路是世界上承担旅客运量最多的。我国2000年铁路所完成的旅客周转量占全国客运周转量的67.2％。随着公路运输和航空运输的发展，铁路运输旅客周转量所占比重虽然有下降趋势，但绝对量却以较大幅度增长，1978～1982年的五年间平均每年增长9％。日本铁路自从东海道、山阳等新干线（客运专用高速线路）投产以后，客运量急剧增长。现在日本铁路以客运为主，货运所占比重甚小。美国铁路以货运为主，全国办理客运的铁路仅3万多千米，旅客周转量在各种运输方式中（包括私人轿车）所占比重不到1％。在我国、俄罗斯以及一些发展中国家，铁路的客货运量与日俱增，铁路今后仍将是交通建设的重点。随着石油价格上涨，在一些西方国家，铁路重新受到重视，许多国家增加对铁路的投资。人们认为应该更好地利用铁路运输以节约能源，减少环境污染，满足客货运输需要。
铁路运输的技术设备
铁路运输的技术设备包括固定设备和活动设备，是铁路运输的物质基础。固定设备有线路，车站，通信信号设备，机车车辆的检修、整备、给水设备和建筑物以及电气化铁路的供电设施等。活动设备主要有机车、客车、货车等。此外还有为客货运输服务和保证行车安全的各种设备。
铁路线路
线路是列车运行的基础设施。由轨道、路基和桥梁与隧道等建筑物组成。
轨道又称线路上部建筑，是由道床、轨枕、钢轨、道岔、联结零件和防爬器等组成。轨道承受机车车辆的重力和冲击力并将荷载传布给路基。轨道的强度是根据运量的大小、机车的轴重和行车速度的高低确定的。轨道结构可分为重型、次重型、中型和轻型几种。
为了提高线路的输送能力和行车的稳定性，许多国家都对轨道结构进行了改造。主要措施是采用重型钢轨，铺设新型高速道岔和无缝钢轨，采用新型轨下基础如预应力钢筋混凝土轨枕、宽轨枕、弹性扣件和弹簧垫板等。俄罗斯在运输繁忙的干线上铺设每米重75千克的钢轨，多数线路上采用65千克的钢轨。美国铁路最重钢轨为每米77千克，西欧国家用的钢轨多为每米45～55千克。日本等国的窄轨铁路用的钢轨多为每米30～40千克，标准轨距的新干线基本上采用每米60千克的钢轨。我国铁路2000年有51.6％的正线是用每米重50千克的钢轨，繁忙的干线已开始使用每米重60千克的钢轨，42.1％的正线用每米重43～49千克的钢轨，只有4.3％的正线为43千克以下的钢轨。我国无缝线路长度为9100多千米。为了提高钢轨的耐磨性能，各国铁路纷纷采用全长淬火合金钢轨，大大延长了钢轨寿命，同时还加强了道床和轨枕等设备。为了适应高速行车的要求，许多国家在建设新线或改造旧线时还尽可能地截弯取直，加大曲线半径，并修建立交道口以减少干扰，保证行车安全。
铁路路基是承受并传递轨道重力及列车动态作用的结构，是轨道的基础，是保证列车运行的重要建筑物。路基是一种土石结构，处于各种地形地貌、地质、水文和气候环境中，有时还遭受各种灾害，如洪水、泥石流、崩塌、地震等。路基设计一般需要考虑横截面与路肩稳定性的问题。
横断面指垂直于线路中心线的路基。形式有：路堤、半路堤、路堑、半路堑、不填不挖等。路基由路基体和附属设施两部分组成。路基面、路肩和路基边坡构成路基体。路基附属设施是为了保证路肩强度和稳定，所设置的排水设施、防护设施与加固设施等，排水设施有排水沟等，防护设施如种草种树等，加固设施有挡土墙、扶壁支挡结构等。
路肩稳定性是指路基受到列车地态作用及各种自然力影响所出现的道渣陷槽、翻浆冒泥和路基剪切滑动与挤起等。需要从以下的影响因素上去考虑：路基的平面位置和形状；轨道类型及其上的动态作用；路基体所处的工程地质条件；各种自然营力的作用等。设计中必须对路基的稳定性进行验算。
桥隧建筑物是铁路线路上的桥梁与隧道的合称，是铁路线路的重要组成部分。桥梁主要由桥面、桥跨结构、墩台及基础三部分组成。铁路遇到高山需要穿越，受地形限制，展线越岭有困难或不经济，为了降低纵坡，减少长度，开凿洞穴，铁路从山体内穿过的构造物称为隧道。隧道的主体建筑物一般由拱圈、边墙和洞门等组成。桥隧建筑物的构造复杂，修建困难，价值较高，一般是铁路线路的重点维护对象。
机车
机车或带有动力的车辆是铁路运输的牵引动力。一般说来，列车的重量和速度主要取决于机车的功率和性能。机车的基本类型有蒸汽机车、内燃机车和电力机车。此外还有少数燃气轮机车和带有动力的客车。原子能机车的设想还没有成为现实。
电力机车和内燃机车虽然早已出现，但是直到第二次世界大战结束时，各国铁路基本上仍用蒸汽机车。战后发达国家大体上用了15～20年时间完成了由蒸汽机车向电力机车和内燃机车的过渡，蒸汽机车已经停止使用。电力机车和内燃机车牵引性能较好，牵引力较大，使用过程中维护、修理和整备的时间较少，牵引交路（机车折返的距离）长，热效率比蒸汽机车高3～4倍，能够大量节约能源，降低成本，减少环境污染，节省人力，改善劳动条件。特别是电力机车更符合于高速重载的要求，在客货运输繁忙线路上和山区大坡道上运行尤其有利。电力机车不单纯依赖石油燃料，因而在油价高昂的今天已成为各国进一步发展牵引动力的重点。