السكك الحديدية إحدى أهم وسائل النقل، ففي كل يوم وفي جميع أنحاء العالم، تجري آلاف القطارات على الخطوط الحديدية الممتدة. وتحمل بعض القطارات الركاب، ويحمل بعضها الآخر الفحم الحجري والحبوب والآلات والأخشاب والعديد من المنتجات الأخرى التي يعتمد عليها الكثير من الناس. وتُعَدُّ الطائرات وسيلة النقل الجماعي الأخرى الوحيدة الأسرع من السكك الحديدية، في حين تُعَدُّ السفن الوسيلة الوحيدة القادرة على نقل البضائع والشحنات لمسافات أطول. ولقد زادت كثيرًا سرعة القطارات، حيث وصلت سرعة بعضها إلى ما يقرب من 370كم في الساعة. ويمكن لقاطرات الشحن حمل آلاف الأطنان من البضائع والمواد داخل القارة الواحدة.

تستخدم السكك الحديدية قضيبين من الفولاذ لتوجيه القطارات في مسار محدد. ولهذا، فإن القطارات لا يتم توجيهها على عكس الطائرات والسيارات والسفن التي تحتاج إلى عملية توجيه. تحرك معظم القطارات قاطرات ديزل كهربائية، أو قاطرات كهربائية قوية على امتداد الخطوط الحديدية. ومع ذلك مازالت هناك بعض القاطرات البخارية القديمة المستخدمة في سحب وجرّ القطارات في بعض أجزاء من العالم.

تمتلك كل دولة من دول العالم تقريبًا خطًا حديديًا واحدًا على الأقل، وتمتد بعض خطوط السكك الحديدية لمسافات قصيرة فقط. ومن المعروف أن أطول خط سكة حديدية في العالم موجود في الاتحاد السوفييتي (السابق)، حيث يبلغ طول ذلك الخط الحديدي 9,010كم، وهو يربط موسكو وفلاديفوستوك في أقصى الجنوب الشرقي للبلاد. وإذا وضُعت خطوط السكك الحديدية في العالم بعضها بجانب بعض، فإن طولها يصل إلى 1,207,000كم، أي ما يساوي ثلاثة أضعاف وربع المسافة التي تقع بين الأرض والقمر.

تشير كلمة سكة حديد إلى طريقة النقل وأسلوبه، وتشمل أيضًا المنظمات الأخرى التي توفِّر خدمات النقل على السكك الحديدية. وتمتلك الحكومة المركزية في معظم دول العالم معظم السكك الحديدية أو جميعها. وتدير هيئة حكومية أو مؤسسة تمتلكها الحكومة جميع خطوط السكك الحديدية وتقوم بتشغيلها.

بد أ تشغيل أول خطوط السكك الحديدية للجمهور في إنجلترا في العشرينيات والثلاثينيات من القرن التاسع عشر الميلادي. وقد استخدمت هذه الخطوط محركات بخارية لسحب مركبات البضاعة المحملة بالشحنات أو العربات المحملة بالركاب. ولقد نما النقل بالسكك الحديدية نموًا سريعًا وأدى دورًا مهمًا وأساسيًا في التطور الصناعي لبريطانيا في خمسينيات القرن التاسع عشر الميلادي. وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، كانت هناك أيضًا سكك حديدية لدول أخرى تعتمد على قاطرات بخارية. وفي أواخر القرن التاسع عشر وبداية القرن العشرين الميلادي انتشرت آلاف القطارات البخارية وشقَّت طريقها في جميع أنحاء الدول حاملة شحنات البضائع والركاب المسافرين لمسافات طويلة. وقد اكتمل أول خط سكة حديدية في الجانب الغربي من أمريكا الشمالية عام 1869م، وقد ساعد وجود هذه السكة الحديدية على فتح المنطقة الغربية من أمريكا للمستوطنين.