火车行驶的线路称为铁路线路，它是由路基、轨道和桥隧建筑组成的整体工程结构，是机车车辆和列车运行的基础。
①铁路轨矩(Rail Gauge)所谓轨距是指线路上两股钢轨头部的内侧距离。
按其大小不同，可分为宽轨、标准轨和窄轨三种：
标准轨轨距为1435mm
宽轨轨距有 1520mm、1600mm、1665mm和1676mm 4种。大于标准轨的宽轨轨距大多为1524 mm和1520 mm
窄轨轨距在597mm 至1219mm之间，共有19种。常用的大多为1067 mm和1000 mm
典型的轨距有600mm、762mm、900mm、lOOOmm、和1067mm。
我国铁路基本上为标准轨距，台湾和海南岛铁路轨距为1067毫米。
⊙补充：无缝线路——把若干根标准长度的钢轨，焊接成为每段800——1000米或更长的长钢轨线路。并非真的无缝，只是比普通的钢轨线路的接头少一些。
②铁路限界(Rail Line Demarcation)
机车车辆运行必须有一个安全的空间，因此，铁路对机车车辆和接近线路的建筑物、设备规定了不允许超越的轮廓尺寸，也就是限界。可以说，限界就是合理的空间。
铁路的基本限界有机车车辆限界和建筑接近限界。
①机车车辆限界，就是机车车辆横断面的最大极限。具体来说，就是当机车车辆停留在平直铁道上，车体的纵向中心线和线路的纵向中心线重合时，其任何部分不得超出规定的极限轮廓线。它规定了机车车辆不同部位的宽度，高度的最大尺寸和底部零件至轨面的最小距离。
所以，机车车辆不是造得越高越宽越好，尽管高而宽的车辆，可以装更多的货物，可以拉更多的旅客。
②建筑接近限界是一个和线路中心线垂直的横断面，它规定了保证机车车辆安全通行所必需的横断面的最小尺寸。凡靠近铁路站场和沿线各种建筑物、设备不得侵入的极限轮廓线(和机车车辆有相互作用的设备除外)。
如果将机车车辆限界和建筑接近限界的中心线重叠在一起，就会看到其间有一环形空间，称之为裕留空间或安全空间。裕留空间是考虑到机车车辆在运行中的振动偏移和线路偏移以及其它因素而设的。显然，从机车车辆运行安全来看，裕留空间愈大愈好。但是，增大裕留空间就要扩大建筑接近限界，需要修建净空更大的隧道、桥梁等建筑物，必然会大幅度地增加铁路建设投资，这不是一个好方案。那么，缩小机车车辆限界从而相应缩小建筑接近限界的选择如何呢?这固然能减少基建方面的投入，但要付出缩小机车车辆的外形尺寸后，降低铁路运输能力、影响旅客乘坐舒适性的代价，这也不是一个好选择。如何在确保安全又有较好经济效益之间选择一个裕留空间的最佳值，是各国铁路工作者孜孜以求的目标。
(2)铁路机车
①机车(Locomotive)
机车是牵引或推送铁路车辆运行，而本身不装载营业载荷的自推进车辆，俗称火车头。按运送每吨公里消耗燃料量计算，机车是耗能最少的陆地运输工具。世界上出现的最早的是蒸汽机车，后又出现电力机车、柴油机车、燃气轮机车。
按动力装置，机车可分为热力机车和电力机车两大类;
按用途可分为客运机车、货运机车、客货通用机车、调车机车和工矿机车五类;
按走行部形式可分为车架式机车和转向架式机车两类。
机车的类型不同，能源供给的形式也不相同，但各种机车的构造却有许多共同之处，如都包括车架、走行部、车体、车钩缓冲装置、制动装置和司机室等。蒸汽机车构造比较的特殊，电力机车、柴油机车和燃气轮机车除动力装置、传动装置不同外，其他部分基本相同或相似。
I时速380公里的高速电机机车
II第一台在轨道上行驶的蒸汽机车
III柴油机车
IV斯蒂芬森父子设计者建造的、并于1829年在比赛中获奖的“火箭”号蒸汽机车，它行驶速度达58公里/小时，创造了当时地面行驶车辆的最高速度。
(3)车辆(Freight Cars)及其标志(Marks)
①车辆
车辆是“车”与车的单位“辆”的总称。所谓车，是指陆地上用轮子转动的交通工具;所谓辆，来源于古代对车的计量方法。那时的车一般是两个车轮，故车一乘即称一两，后来才写作辆。由此可见，车辆的本义是指本身没有动力的车，用马来牵引叫马车，用人来拉或推叫人力车。随着科学技术的发展，又有了用蒸汽机来牵引的汽车等等。这时车辆的概念已经悄悄起了变化，成为所有车的统称。比如，交通管理部门统计的城市车辆数，报刊上报道的发生多少车辆交通事故等。这里的车辆泛指所有的车。
但是，铁路上所说的车辆，还是特指没有动力装置、要靠机车牵引才能在铁路线上运行的客货运输工具。
②分类
铁路车辆的分类主要有三种：
一是按用途分，有客车和货车两大类。常见的客车有硬座车、软座车、硬卧车、软卧车、餐车、行李车、邮政车等。常见的货车则有平车(Flat cars)、敞车(open cars)、棚车(covered cars )、罐车(tank cars)、保温车(cold storage cars)和家畜车(liverstock and poultry cars)等。
二是按车辆的轴数分，有四轴车、六轴车、八轴车等。轴数越多，车轮也越多，载重量就越大。
三是按车辆的载重分，例如货车有50吨、60吨、75吨、90吨等不同的载重量。
(注：轴重。轴重并不是指车轴本身的重量，而是车辆总重与轴数之比，也就是车辆每一对车轮加于轨道的重力(自重+荷载)。车辆的轴重受制于轨道和桥梁允许的最大荷载。目前，我国铁路线路允许的最大轴重为23吨。也就是说，在同一条线路上，要想拉更多的货物(比如重载货物列车)就必须增加车辆的轴数，采用多轴车来分担每根轴的重量。)
③车辆标志(marks of cars)
为了表示车辆的类型及其特征，便于使用和运行管理。在每一铁路车辆车体外侧都应具备规定的标记。
一般常见的标记有：
I路徽。凡中国铁道部所属车辆均有人民铁道的路徽，以区别于企业有备车辆和外国车辆。
II车号。它是识别车辆的最基本的标记。车号包括型号及号码。型号又有基本型号和辅助型号两种。
基本型号代表车辆的种类，用汉语拼音字母表示。我国部分货车的种类及其基本型号如下表中：
