Движение поездов на железнодорожном транспорте осуществляется с помощью тягового подвижного состава. К нему относятся локомотивы и моторвагонный подвижной состав; оследний состоит из моторных и прицепных вагонов.

В зависимости от источника  энергии и машин ля превращения ее  в механическую работу тяговый подвижной состав подразделяют на автономный и неавтономный. К автономному, для того чтобы он работал (находился в движении), не требуется подводить энергию извне, т.к. ее вырабатывает установленный на нем первичный двигатель, например дизель. Неавтономный тяговый подвижной состав (электровозы и электропоезда) получает электроэнергию от внешнего источника – энергосистем через тяговые подстанции и контактную сеть, расположенную над железнодорожными путями.

Тяговый подвижной состав подразделяют на локомотивы, электропоезда и дизель-поезда, автомотрисы, дрезины, мотовозы.

 К локомотивам относятся электровозы, тепловозы, паровозы, газотурбовозы.

Электровозом называют локомотив с электрическими тяговыми двигателями, получающими питание от энергосистемы через тяговые подстанции и контактную сеть.

Моторный вагон электропоезда, как и электровоз, получает питание от энергосистемы через контактную сеть. Один или несколько моторных вагонов, соединенные с прицепленными вагонами, составляют секцию. Несколько сцепленных секций, как правило, с головными вагонами в голове и хвосте поезда составляют электропоезд, предназначенный для перевозки пассажиров в пригородах крупных городов, а иногда в пределах одной-двух областей.

Тепловоз представляет собой локомотив с двигателем внутреннего сгорания – дизелем, превращающим химическую энергию, заключенную в топливе, в механическую.

Паровоз имеет котел и паровую машину, с помощью которых химическая энергия топлива преобразуется в механическую.

Газотурбовоз – локомотив, приводимый в движение газовой турбиной.

Дизель-поезд, состоящий из моторных и прицепных вагонов и приводимый в движение от дизелей, располагаемых в моторных вагонах, предназначен для перевозки пассажиров на неэлектрифицированных линиях. Турбовоз в отличие от дизель-поезда имеет газовую турбину вместо дизеля.

Автомотриса представляет собой самоходный пассажирский ж.-д. вагон с двигателем внутреннего сгорания, к ней могут быть прицеплены одна-две платформы.

Авто- и мотодрезины – самоходные повозки соответственно с автомобильным или мотоциклетным двигателем.

Мотовозы с двигателями внутреннего сгорания используют на подъездных путях промышленных предприятий.

Контактно-аккумуляторные поезда имеют тяговые двигатели на моторных вагонах. Они получают питание или от контактной сети, как электропоезда, или от аккумуляторов, расположенных под вагонами. Их обычно используют для перевозки пассажиров на участках, электрифицированных не по всей длине.

При электрической тяге мощность локомотивов не ограничена первичным двигателем, поэтому электровозы могут иметь большие мощности по сравнению с автономными локомотивами.

Коэффициент полезного действия локомотива, характеризующий степень использования тепла сгорания топлива для получения полезной работы, тем выше, чем совершеннее первичная энергетическая установка. Энергия, потребляемая неавтономными локомотивами, вырабатывается на электростанциях. Коэффициент полезного действия электротяги при питании от тепловых электростанций составляет 25 – 26 %. При этом тепловые электростанции работают, как правило, на дешевых видах топлива (бурый уголь, торф). Если учесть долю гидроэлектростанций в электроснабжении электрических железных дорог, то КПД электротяги повышается до 32 %.

Автономные локомотивы в зависимости  от типа теплового двигателя и степени его использования имеют КПД, достигающий у тепловозов 29—31 %, а у паровозов — 5—7 %. За счет улучшения использования и повышения экономичности дизеля КПД тепловоза может быть несколько повышен.

Тяговые электродвигатели у электровозов позволяют при движении на расчетных подъемах работать на режимах с нагрузками, превышающими номинальные, если при этом  перегрев  обмоток электродвигателей не превышает допустимых пределов. У моторных вагонов электродвигатели обычно работают с токами больше номинальных во время пуска (разгона) поезда.

Электровозы могут при торможении возвращать в тяговую сеть часть энергии движения поезда (рекуперативное торможение). Эксплуатационные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт электровозов ниже, чем при автономных локомотивах. Провозная способность электрифицированных линий значительно превышает провозную способность неэлектрифицированных железных дорог. Электровозы имеют значительно больший срок службы, ремонт их проще, чем тепловозов.

Вместе с тем введение электрической тяги требует больших капиталовложений (устройство контактной сети, линий электропередачи, тяговых подстанций). Однако они быстро окупаются на железных дорогах с большой интенсивностью движения. Поэтому в нашей стране электрическая тяга нашла широкое применение на наиболее грузонапряженных и тяжелых по профилю линиях, а также в пригородном пассажирском движении.