一个铁路运输系统包括很多元素，如车辆、轨道、各种调度控制、通讯信号和监控预警设备以及相关的管理制度和操作人员等，而且它们之间是相辅相成的，如果没有合适的系统，火车将无法顺利地运行。

　　首先是铁路沿线的地理环境，包括地质和地形。

　　其次是系统的用途为何:客运还是货运?如果是客运，还要考虑乘客是通勤者还是中长途旅行者。

　　当弄清楚需求后，便要决定建造的铁路类型:例如轻铁还是重铁。另外还 有单轨铁路、橡胶车轮轨道系统和磁浮铁路等，因为这些线的列车也是以轨道导引行走。现时很多大城市都设有城市轨道交通系统或电车系统。此后要选择轨距。如果是电力，便需要电气化的系统。这样一来，又有不同的方法为火车供电。最普遍的是高架电缆及轨道供电。最后，要根据交通流量决定路轨的数目。如果流量是小的，可以只建一条路轨，但一定要有避车处让多余一列火车使用这条铁路。流量大的，可以铺双线甚至多线，有些繁忙的路段甚至有八线平行行走，每个方向有四条路轨。

　　最早为方便装卸货物和旅客上下列车，设立了铁路车站。后来为了便于铁路运作和提高效率，设立不同类型的车站:编组站、区段站、中间站、客运站等。