تختلف أنظمة التشغيل في السكك الحديدية حسب المنطقة والبلد، ولكن بشكل عام، يمكن تصنيف أنظمة التشغيل إلى الأنظمة التالية:
1- الأنظمة الكهربائية المستمرة: تستخدم في بعض الدول وتعتمد على تيار مستمر لتشغيل القطارات.
2- الأنظمة الكهربائية المترددة: تستخدم في معظم الدول وتعتمد على تيار متردد لتشغيل القطارات.
3- الأنظمة الميكانيكية: تستخدم في بعض الدول وتعتمد على قوة المحركات الحرارية أو الديزل لتشغيل القطارات.
وتتفاوت تقنيات نظم التشغيل هذه بين استخدام وقود الديزل، والقدرة الكهربائية، وأنواع الخطوط ومقاييسها وأجهزة الإشارة.