يتم تصميم شبكة السكك الحديدية باستخدام الهندسة المدنية والهندسة الميكانيكية لضمان تحديد المواقع المناسبة للمحطات والجسور والأنفاق والمناطق الصناعية والحضرية وغيرها من المرافق المتعلقة بالسكك الحديدية. يتم تحديد العوامل التالية لتصميم شبكة السكك الحديدية:
1- نوع القطارات المستخدمة (شحن أو ركاب) ، ووزن القطارات ومتطلبات السلامة الخاصة بالقطارات.
2- احتياجات تحميل الإنتاجية للمسار وعدد القطارات المسموح بها في وقت واحد.
3- تصميم المحطات ، بما في ذلك الرصيف ، والإشارة ، والأسلاك ، والأضواء.
4- تصميم الأنفاق والجسور والحواجز.
عند تصميم شبكة السكك الحديدية ، يتم استخدام برامج الحاسب الآلي والرسم CAD للتصميم والتحليل. يتم تحليل النتائج باستخدام برامج الحاسوب وتعديل التصميم حسب الحاجة. يتم تصميم شبكة السكك الحديدية بحيث يكون لها القدرة على تحمل أي حمولة زائدة للحفاظ على السلامة والتصميم الدائم.