在中國各種現代運輸方式中佔有頭等重要地位，是中國國民經濟的大動脈。
20世紀50年代以前中國的鐵路多是隨帝國主義的入侵而修築起來的。1876年建成的長13公裡淞滬（吳淞—上海）鐵路，是中國第1條鐵路。到1949年共修建鐵路2.2萬多公裡，能通車的不過1萬多公裡。全部線路中有90％以上分佈於東北和東部沿海地區，占國土60％的西北、西南地區幾乎寸軌全無。
50年代以來，中國大陸先後修築瞭成成渝、寶成、天蘭、蘭新、鷹廈、黎湛、包蘭、蘭青、集二、豐沙、京承、京通、太焦、焦枝、枝柳、湘黔、川黔、貴昆、成昆、襄渝等新的鐵路幹線。近10年來，又先後修建瞭京秦、新荷、兗石、侯西、大秦、侯月、孝柳、陽涉等煤炭運輸線，其中大秦線為中國第一條雙線電氣化重載單元列車線路。同時開辟瞭蕪湖、宣城、長興、杭州一線的南北又一通道。到1990年底，共新建鐵路約3.2萬公裡，包括建成隧道4000多座（總延長約1800公裡），橋梁1.4萬多座（總延長近1000公裡）。黃河上的鐵橋由1949年的2座增加到13座。過去無一座橋梁的長江，已相繼在武漢、南京、重慶、枝城、九江等地建成8座大型鐵路橋。同時，還對原有線路積極進行改造，增修瞭京廣線等1.2萬公裡復線。全國至1990年電氣化鐵路已達7224公裡，占全國鐵路總裡程的13％（不包括臺灣省，下同）。由電力機車及內燃機車牽引完成的客貨運量已超過蒸汽機車。新建和擴建瞭北京、鄭州、沈陽、徐州等樞紐40多處，鐵路運輸能力有很大提高。1991年又建成西南通往北部灣的第1條鐵路──南（寧）防（城）線，是廣西與西南諸省出海最方便的通道。目前，正在興建北京—九龍和南寧—昆明等幹線。
1990年全國中央鐵路營業裡程已達5.3377萬公裡，比1978年增加4777公裡。京廣線以西廣大地區，鐵路比重已由50年代初期占全國鐵路裡程總長的19.5％提高到目前的45％。鐵路從東部沿海伸向西北和西南，全國大陸30個省、市、自治區的首府除拉薩和海口外都通瞭火車，全國鐵路網的骨幹已初步形成。在關內，形成瞭由4條縱向和3條橫向線路組成的鐵路骨架：南北縱向幹線有：京滬線、京廣線、太焦—焦枝—枝柳線、寶成—成昆線；東西橫向幹線則有：京包—包蘭線、隴海—蘭新線、滬杭—浙贛—湘黔—貴昆線。在關外，東北鐵路以濱洲（滿洲裡）—濱綏線為一橫，哈大線為一縱，組成一個“丁”字形骨架。山海關內外的所有鐵路均由京沈線、京承—錦承線、京通線等幾條主幹線加以聯結，相互溝通。再通過一些支線、聯絡線、專用線等鐵路，把全國主要工礦城鎮、主要農林牧生產基地聯成一體。原有鐵路佈局不合理狀況已初步改善。此外，縱貫臺灣島的南北鐵路正線也是重要的鐵路幹線。
中國鐵路運輸
衡廣鐵路大瑤山隧道
中國主要鐵路幹線有以下12條：
① 京沈線、京承—錦承線和京通線。京沈線自北京經天津、唐山，過山海關到沈陽，全長841公裡，是聯系中國東北和關內鐵路網的主要幹線。京承—錦承線自北京經承德到錦州，全長693公裡，是京沈線的輔助線(北京—承德256公裡；承德—沈陽644公裡)。京通線自北京經河北隆化、內蒙古赤峰，抵內蒙古通遼，長870公裡，是溝通華北和東北的第2條幹線。
② 哈大線和濱洲—濱綏線。哈大線起自哈爾濱，經長春、沈陽到大連，長約950公裡，均為復線。濱洲—濱綏線西起滿洲裡，經海拉爾、哈爾濱、牡丹江到綏芬河，全長1483公裡。哈大線與濱洲—濱綏線在哈爾濱相會，通過沈陽、四平、長春、哈爾濱、牡丹江、齊齊哈爾等鐵路樞紐，聯系50多條鐵路幹支線，把東北地區工礦中心、農林牧基地和城市聯成一個經濟整體。
③ 京廣線和武漢長江大橋。京廣線起自北京，向南經石傢莊、鄭州、武漢、長沙到廣州，縱貫6省市，全長2324公裡，是中國南北交通的中軸。1957年以前，京廣線為長江所隔，分為京漢、粵漢兩段，以武漢輪渡銜接。1957年建成長江第1座鐵路公路兩用橋，使京漢、粵漢兩段線路成為統一的京廣鐵路。
④ 京滬線和南京長江大橋。京滬線原亦為長江所阻，分割為津浦和滬寧兩段。1968年建成鐵路公路兩用的南京長江大橋，使津浦、滬寧兩線得以直接聯成京滬線，從北京，經天津、濟南、徐州、蚌埠、南京，直達上海，全長1462公裡，是中國又一南北縱貫的鐵路大幹線。
⑤ 隴海—蘭新線。東起江蘇連雲港，經徐州、開封、鄭州、西安、蘭州、武威、玉門、哈密，到烏魯木齊，全長3651公裡，是橫貫中國中部6個省區的東西大動脈、全國鐵路網的橫軸。
⑥ 京包—包蘭線。起自北京，途經張傢口、集寧、呼和浩特、包頭、銀川，直抵蘭州，全長1813公裡，是溝通華北、西北的鐵路幹線。
⑦ 寶成—成昆線。北起隴海線上的陜西寶雞，經鳳縣、廣元、成都、西昌，抵昆明，全長1754公裡。沿線絕大部分穿行在崇山峻嶺之中，其中僅成昆一線（長1085公裡）即有隧道427座，橋梁991座，橋隧長度合計達400多公裡。
⑧ 成渝—川黔線。北起成都，經內江到重慶，再經遵義，抵貴陽，全長1203公裡。沿線大部穿越高山深谷，有大小橋涵600多座，是西南地區縱貫南北的又一條重要幹線。
⑨ 滬杭—浙贛—湘黔—貴昆線。滬杭—浙贛線起自上海，經杭州、鷹潭、萍鄉到株洲，全長1136公裡。湘黔—貴昆線，東起株洲，經湘潭、冷水江、懷化、貴陽、水城，到昆明，全長1541公裡。滬杭—浙贛—湘黔—貴昆線穿過6個省市，與隴海線遙相平行，成為橫貫中國東西的第2條大動脈。
⑩ 湘桂—黔桂線。東起湖南衡陽，經桂林、柳州，到達貴陽，穿越3省區。全長約1633公裡，沿線多丘陵山地；坡度陡峻，嚴重限制線路通過能力。1949年後經過改造，運輸能力已大有提高。
⑪ 太焦—焦枝—枝柳線。北起山西太原，南經長治、焦作、洛陽、襄樊、荊門，在枝城過長江，再經懷化，達柳州，全長2091公裡。此線溝通同蒲、京包、石太、京廣、隴海、湘黔、黔桂等鐵路幹線和長江水系，是中國中部地區同京廣線平行的又一條縱貫南北的交通大動脈。
⑫ 襄渝線。東起襄樊，經安康、達縣，抵達重慶，全長916公裡。沿線建有405座隧道，橋梁716座，橋、隧長度占線路總長45％。此線的建成使全國鐵路網分佈上增添瞭一個有力的“鏈環”，起著溝通西南—華中和西北地區之間聯系的重要作用，是橫貫中國東西的又一重要交通幹線。