1807年，英国威尔斯出现第一个铁路列车。

1831年8月9日，德威特‧柯林顿‧普尔德驾驶着火车行驶在纽约的奥尔巴尼客运铁路线。1840年代，开始使用机械臂板号机。1857年，人们开始使用比锻铁铁轨更坚固的钢轨。1863年，英国伦敦建成第一条地下铁路。

1864年，乔治‧M‧普尔曼设计出一种新型的卧铺车。1879年，世界最早的电力火车开始运行。1931年，第一条从东到西横越非洲大陆的本格拉一加丹加铁路在南部非洲建成通车。

2014年10月17日，为推进铁路机车车辆的标準化、统一化，铁路部门从2013年开始逐步开展了普速客车的统型工作。统一客车外皮颜色是客车统型工作的组成部分。目前，铁路部门使用的普速客车外皮有绿色、红色、蓝色、白色、橙色五种颜色。考虑到绿色具有简洁、庄重、环保的视觉效果，铁路部门确定将墨绿色作为普速客车外皮的统一色调。统型以后，中国铁路客车颜色将有两种，即普速客车的墨绿色和动车组的白色。

铁路列车按载荷物，可分为运货的货车和载客的客车；亦有两者一起的客货车。客车中，有的是高速列车。

按列车的动力来源，有使用蒸汽机车、柴油机车、电力机车牵引，亦有使用自走的动车组。

按路轨分类，列车可分为普通轨道、单轨、磁浮。亦有登山铁路特别使用的齿轨铁路、及由缆索拉动的缆车。某些列车由多过一个的机车牵引。在北美洲，货车经常是由三、四个以至五个机车牵引。也有列车是专门为轨道维修而设的。

摆式列车：部份的高速列车的车身可以摆动，称为摆式列车，以便在转弯时无需降低车速。

快车：城市之间不停沿途小站的市际列车称为快车或特快。各小站都停的称为普通客车、普客或慢车。

通勤列车：有些大城市有短距离的通勤列车往来市郊住宅区及市中心。这些通勤列车经常亦是城市轨道交通系统的一部分。很多的通劝车都是以站立为主，座位较少。有些地区会用双层客车来增载入客。而高速列车及卧车亦有是双层的。

地下铁路：城市轨道交通系有时被称作地下铁路，但它们在市中心以外可能会在路面或架空路轨上行走。这类列车的加速及减速一般都比长途车快，通常亦有更多的车门以供乘客上落。

路面电车：路面电车或轻便铁路一般最多只会有两个车厢一同行走。路面电车通常会与其他车在同一条马路上行驶。轻便铁路是对很多现代化路面电车的称谓，因为它们介乎路面电车及"重铁"(即一般铁路列车)之间。路面电车跟轻便铁路其实没有很明确的分野，很多时分类都是约定俗成。

磁浮铁路：磁浮铁路及单轨铁路是铁路列车中较先进的新发明，不过套用仍然很少。地下铁路、轻便铁路、通勤列车有时会被统称为快速运输系统。

货运列车拖动的是货车载货车厢。

货运列车世上铁路运输使用得最多的是铁路货运。美国的铁路主要是用作货运。

在合适的情况下,铁路货运比公路货运便宜很多，亦更节省能源。铁路货运最适合用来长途运载大量的货物。但对于短途或小量的货物则较为不适合。铁路货运的最大缺点是缺乏弹性。在不少国家铁路货运正渐被以道路货运取代。但亦有很多政府因为环境的考虑，而设法鼓励使用铁路。

铁路使用的载货车厢有多种，现代最常见的是货柜(货柜)车。它们可以由起重机吊起，从车厢运到船或货车上。有些国家的货柜车厢採用附带方式，又称为“背载式运输”（piggyback），货柜车可以把货柜连拖架驶上列车车厢上。到达目的地后直接由货柜车头把货柜开走。英国、法国之间的英伦海峡隧道便是採用这种设计。

其他的货车车厢包括有：运送车辆的平车、散装货物的敞车、冷冻食物的冷藏车、运送猪或牛等动物的棚车、运送煤炭圹物穀类的漏斗车、运送汽油等液体的罐车及运送阔大货物的大物车等等。

最初的列车是由绳索或马匹拉动的。到了十九世纪，多数的列车都改由蒸汽机车牵引。1940年代以后蒸汽机车渐由较清洁及需要较少劳力的柴油机车取代，后来又出现电力机车及动车组。

电气化铁路的最初投资很大，但按每里计算则是运作成本最低的。因此只有高流量的线路才适合电气化。电气化列车可能使用高架电缆或第三轨取电。

某些列车由多过一个的机车牵引。在北美洲，货车经常是由三、四个以至五个机车重联牵引。另外也有把机车置于列车头尾及中间位置牵引，如大秦铁路。也有列车是专门为轨道维修而设的。