Un sistema de transporte ferroviario comprende muchos elementos y estos elementos son interdependientes. Sin un sistema adecuado, los trenes no pueden funcionar sin problemas.
En primer lugar, está el entorno geográfico a lo largo de la línea ferroviaria.
En segundo lugar, ¿cuál es el objetivo del sistema: pasajeros o mercancías? Si son pasajeros, es necesario considerar si los pasajeros son viajeros diarios o de media- a larga-distancia.
Una vez aclaradas las necesidades, se debe decidir el tipo de ferrocarril que se construirá: tren ligero, tren pesado o tren de alta-velocidad. También hay monorrieles, sistemas de vías-con neumáticos y ferrocarriles maglev, ya que estas líneas también utilizan trenes guiados por vías-. Muchas grandes ciudades cuentan ahora con sistemas de transporte ferroviario o de tranvía urbano.
Después de decidir el tipo de ferrocarril, se debe seleccionar cuidadosamente el ancho de vía.
En cuanto a la energía ferroviaria, en la antigüedad se utilizaban caballos, más tarde vapor y luego electricidad, requiriendo sistemas de electrificación. Esto lleva a diferentes métodos de propulsar trenes. Los más comunes son los cables aéreos y el suministro de energía basado en vías-.
Finalmente, el número de vías debe determinarse en función del volumen de tráfico. Si el volumen de tráfico es bajo, sólo se puede construir una vía, pero debe haber una zona de paso para permitir que más de un tren utilice esta vía. Si el volumen de tráfico es elevado, se pueden instalar vías dobles o incluso múltiples. Algunos tramos muy transitados incluso tienen ocho vías en paralelo, con cuatro vías en cada dirección.
