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鐵路車輛（英文：railtruck），又稱車卡、車廂，是指除了專門提供動力的機車以外，其他各種在鐵路行走的車輛。這些車輛少部份有發動機，但是大部分都是沒有動力的。鐵路車輛連接一起成為列車或火車，由機車牽引或靠自帶的發動機行走。自帶發動機行走的列車被稱為動車組。
鐵路車輛的主要用途是載客或載貨。有些車輛是為鐵路本身的維修等原因而設。按用途，鐵路車輛一般分為客車及貨車。
鐵道車輛與其他車輛的最大不同點，在於這種車輛的車輪必須沿專門為它鋪設的鋼軌上運行。這種特殊的輪軌關係成了鐵道車輛結構上最大的特徵，並由此產生出許多其他的特點。
1. 自行導向：其他各種載運工具都要有操縱運行方向的機構。鐵道車輛通過其特殊的輪軌結構，車輪即能沿鋼軌運行而無需控制運行方向。
2. 低運行阻力：鐵道車輛的運行阻力分為基礎阻力和附加阻力（坡道、曲線和空氣阻力）。基礎阻力來自車軸與軸承以及踏面與軌面的摩擦阻力。這些結構都是含碳量偏高的鋼材，輪軌接觸處的變形較小（即滾動因數較小的幾乎完全是滾動阻力），而且鐵道線路的結構狀態也儘量使其運行阻力減小，故鐵道車輛運行中的摩擦阻力較小。人可以沿鋼軌推動數噸重的轉向架。
3. 成列運行：由於以上兩個特點決定它可以連掛成列車。為了適應這一特點，鐵道車輛之間需設連接、緩衝裝置；且由於列車的慣性很大，每輛車均需設制動裝置。
4. 嚴格的外形尺寸限制：鐵道車輛只能在鐵道線路上運行，無法像其他車輛那樣主動避讓靠近它的物體，為此要制定限界，嚴格限制車輛的外形尺寸以確保安全。[1]
鐵道車輛均可以概括為由以下五個基本部分組成：
1. 車體：車體結構依車輛種類不同而異。如平車只有底架，部分罐車只有罐體和裝卸管路，敞車只有底架、側牆和端牆。大部分車輛的車體兼有底架、側牆、端牆和車頂。現代的車體以鋼結構和輕金屬結構（鋁合金）為主。
2. 走行部：大部分鐵道車輛的走行部是一個相對獨立的通用部件，即轉向架。早期鐵道車輛和蒸汽機車的走行部把輪對、軸箱、彈簧等直接安裝在車體底架下。
3. 制動裝置：由於列車的慣性很大，除機車外每輛車均需設制動裝置，這樣才能使列車相對同步地制動並在規定的距離內停車。車輛制動方式多種多樣，制動裝置主要佈置在轉向架上，詳見轉向架條目。而空氣制動的管路系統則佈置在車體底架下。此外，車輛上還設有手制動裝置，為貨車的編組、調車作業所用，其他車輛的手制動裝置作為一種輔助裝置以備急需。（中國鐵路客車常見於兩端車門處，塗以醒目紅色）
4. 連接和緩衝裝置：主要是不同類型的車鈎，包括歐洲國家仍廣泛使用的鏈式車鈎及緩衝盤，中國普速鐵路使用的鄭氏車鈎和現代的各種密接式車鈎。高速動車組設在車廂之間的阻尼器也應視為這一組成。
5. 車輛內部設備：是一些能良好地為運輸對象服務而設於車體內的固定附屬裝置，如客車上的電氣、給水、取暖、通風、空調、坐席、臥鋪、行李架等裝置。貨車由於類型不同，內部設備也因此千差萬別，一般來說比客車簡單。[2]
客車或客車車廂可以有多種內部設計：
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座位通常是橫排三、四或五個；中間有行人走廊。組合可能是 2+1, 2+2 或 3+2。如果座位是面對面的，中間可能有小桌子。面向相同方向的座位，有時使用前面座位背後可摺疊的小桌子。
- 如果走廊是在旁邊的話，車廂多數是間格成小空間，每個有兩行六或八個座位面對面座。
客車一般有空氣調節，或可打開的車窗。（部份有空氣調節的客車為安全考慮，亦有必要時可打開的車窗，稱為「緊急通風窗」）。廁所是很多客車都有的配備，雖然客車廁所所使用的技術很不一樣。
其它種類的客車車廂包括有：餐車、電影院車、迪斯可車等等；通常這些車輛只會掛在長途客車上。可供觀看車外風光的觀光車近年很受歡迎，有些國家特意製造玻璃圓頂的車廂，讓乘客可以仔細觀看車外景色。
臥車一般會有小小的眈室間格讓乘客在晚間睡覺；坐臥兩用車(Couchette)則只有最基本，勉強可供躺下睡覺的座位。
亦有客車是雙層的，用以增加載客量。
一個列車組，是指並非臨時集合，而是長時期一起使用的車廂組合。它們只會有在維修廠才會被分開。
車廂之間通常會有有彈性的通道連接，讓乘客或車務人員可以在中間走過。有些車廂的連接通道是全寬的，而且是半永久連接。這樣的列車就好像是一個很長，但是可扭曲的車廂。在市區行駛的地下鐵路經常有這種設計，用來增加載客量。
貨車車廂有很多不同的種類，以適應在不同的場合使用。最初出現的貨車是普通的棚車，車的四面好像是箱子一樣，旁邊有可以打開的敞門。
其它的貨車有：
- 汽車多層平車：特別用來運載汽車的車廂，通常有多層。
- 棚車：棚車是有車頂、四面有側板的貨車車廂，用於運送貴重的、或者怕日曬雨林的貨物。必要時也可以運送人員和動物。
- 保溫車：帶有冷凍設備，或保溫設備的有篷貨車。
- 平車：用來運載不能放入棚車的大型物件。當中低邊平車用來運載特大貨物。隨着集裝箱（貨櫃）運輸的增加，有的平車設計用來專門運載集裝箱，或帶拖車架的集裝箱拖車。有的集裝箱專用平車可以運載雙層集裝箱。以平車載運帶拖車架的集裝箱（貨櫃）的運輸方式，在交通運輸學上被稱為Piggy Back。另有大物車，大物車為特殊型式平車，但其淨空較大，無一般平車普遍，英文稱為Depressed Center Flat Car。
- 敞車：只有在四面有圍板的車箱，用來運載可能滑下車廂的散裝貨物。有時亦用來運載集裝箱。
- 漏斗車：一種特殊的敞車，特點是可以在車廂的底部把貨物卸下。用來運載煤炭、壙砂、穀物、水泥等貨物。有有蓋及無蓋之分。
- 罐車：用來運載各種液體。
- 家畜車：用來運載牲口。
- 長大貨物車
- 毒品車
- 糧食車
- 集裝箱車
- 礦石車
這些車輛並不運載貨物或乘客：
軍事上使用的裝甲列車可能乘載以下各種裝備：
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