Na system transportu kolejowego składa się wiele elementów, które są od siebie wzajemnie zależne. Bez odpowiedniego systemu pociągi nie mogą działać sprawnie.
Po pierwsze, istnieje środowisko geograficzne wzdłuż linii kolejowej.
Po drugie, jaki jest cel systemu: pasażerski czy towarowy? W przypadku pasażera należy wziąć pod uwagę, czy pasażerowie to osoby dojeżdżające do pracy, czy podróżujące na średnich- lub długich-odległościach.
Po wyjaśnieniu potrzeb należy podjąć decyzję o rodzaju budowanej linii kolejowej: kolej lekka, kolej ciężka czy-kolej dużych prędkości. Istnieją również koleje jednoszynowe, systemy torów-z oponami gumowymi i koleje maglev, ponieważ na tych liniach korzystają również pociągi-z przewodnikiem po torach. Wiele dużych miast ma obecnie miejski transport kolejowy lub tramwaje.
Po podjęciu decyzji o rodzaju linii kolejowej należy dokładnie wybrać szerokość toru.
Jeśli chodzi o napęd pociągów, w czasach starożytnych wykorzystywano konie, później parę, a następnie energię elektryczną, co wymagało systemów elektryfikacji. Prowadzi to do różnych metod zasilania pociągów. Najpopularniejsze to kable napowietrzne i zasilacze-torowe.
Wreszcie liczbę torów należy określić na podstawie natężenia ruchu. Jeśli natężenie ruchu jest niskie, można zbudować tylko jeden tor, ale musi istnieć przejazd, aby więcej niż jeden pociąg mógł korzystać z tej linii. Jeśli natężenie ruchu jest duże, można ułożyć tory podwójne lub nawet wielokrotne. Na niektórych ruchliwych odcinkach znajduje się nawet osiem torów biegnących równolegle, po cztery w każdym kierunku.
