铁路是近代机械动力应用于交通运输最早的部门之一。具有运量大，连续性，速度较快，运价较低等优点，在世界许多国家，如俄罗斯、印度、中国等大国，铁路依然是交通运输的主导部门。到19世纪末，世界铁路营业里程已达60万公里，20世纪30年代达到122万公里。20～60年代铁路货运量下降了1/3，20世纪70年代以后又有所回升。目前世界共有铁路1万公里。现代世界各国铁路已从增加数量逐渐转向采用新技术、改善质量的方向发展。牵引动力中，内燃机和电力机车的比重逐年增加，蒸汽机车比重不断下降。
目前在全世界铁路营运里程110多万公里中，电气化里程已达19万公里，分布于50多个国家，电气化率已达15.8％，承担着世界铁路总运量的45％以上，各国铁路的技术装备和运输生产过程的机械化、自动化程度日益提高。自1981年法国巴黎—里昂高速铁路通车（时速为270公里）以后，欧、日等国竟相修建。全自动无人驾驶的火车已经在一些发达国家出现，磁悬浮列车（时速408公里）不久也将投入运营。20世纪50年代中期起，由美国带头，开行超长和重载列车的长途运输，每个单元列车由数百辆大型专用车辆组成，一次可运货数万吨。俄罗斯和中国也已采用。
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125万多公里。全世界有144个国家设有铁路运输（包括全世界最小的国家教廷在内），其中约90个国家提供客运铁路服务。世界上铁路运输状况，按照铁路营业里程来说，美国居世界首位。
世界铁路网主要集中在经济发达国家。有三个最大的铁路系统：①北美洲系统。包括美国和加拿大南部地区，其铁路网长度约占世界铁路总里程的1/3；②西欧系统。包括西欧、北欧和西南欧诸国，路网联系密切，铁路线路长度约占世界1/6；③俄罗斯、东欧系统。包括俄罗斯和东欧各国，线路长度约占世界近1/6。在世界铁路网中，有1/3以上的长度分散在其他地区，其中绝大多数为发展中国家，少数属于发达国家，最重要者有：①日本列岛铁路网；②中国大陆东部铁路网；③南亚铁路网；④澳大利亚东南部铁路网；⑤非洲南部铁路网；⑥阿根廷经济重心地区潘帕斯铁路网；⑦巴西东南部铁路网。除上述地区外，世界上的其他广大地区基本上没有现代化的铁路网，或者只处在形成的初期阶段。到2005年年底，美国铁路营业里程最长，达42万公里，中国列第3位，总长度为7.5万公里。
在经济发达国家中，有两大铁路线网的地域分布类型：①如俄罗斯和美国，其经济实力雄厚，国土幅员辽阔，地区差异大，因而铁路网中全国性超级干线地位突出，线网框架明显；②其他经济发达国家，大多国土狭小，人口密度高，全国工商业普遍发达，因此多属于干支线分异不明显类型，中小枢纽众多。广大发展中国家，由于历史上长期沦为帝国主义的殖民地、半殖民地，作为宗主国投资对象和掠夺工具的铁路网建设具有鲜明的殖民地特点，大体可分以下几个类型：①孤立的港口——腹地线或沿海联络线，如非洲的大部分新兴民族独立国家；②简单的树枝状线网，如巴西、泰国、埃及等国；③全国性相互连通的线网，如阿根廷、乌拉圭、南斯拉夫等国，而中国、印度、墨西哥等国的线网则正处于形成过程中。