蒸汽機車是利用蒸汽機，把燃料(一般用煤)的熱能變成機械能，而使機車運行的一種火車機車。它主要由鍋爐、蒸汽機、車架走行部和煤水車四大部分組成。蒸汽機車按工作性質可分為：客運機車、貨運機車、調車機車三種。客運機車是適用於牽引旅客列車的機車。對客運機車的要求是，能高速運行，通過曲線時運行平穩。因此，這種機車的動輪直徑較大，並在動輪前方設有二軸導輪轉向架。貨運機車是專門用於牽引貨物列車的機車。對貨物列車的主要要求是，能夠以普通的速度牽引較重的列車。因此，這種機車一般動輪較多，動輪直徑比客運機車的小，汽缸直徑較大，具有較大的牽引力和粘著重量。為了使機車易於安全通過曲線，一般均裝有單軸導輪轉向架。調車機車是專門用於編組站或調車場進行列車編組、解體作業的機車。對調車機車的要求是，便於通過道岔及半徑較小的曲線以及有足夠的牽引力，司機室的設置須便於了望。因此，這種機車的車身較短，動輪直徑較小。我國沒有專門蒸汽調車機車，一般是使用舊型貨運機車來代替。
內燃機車
內燃機車以前也叫柴油機車，是以柴油機作為動力的火車頭，它與蒸汽機車相比內燃機車具有許多優點，例如：它可以節約大量優質煤炭；它的熱效率比蒸汽機車高3倍左右，起動加速快，運行準備時間短，可提高線路通過能力25%以上。
電力機車
電力機車本身不帶原動機，靠接受接觸網送來的電流作為能源，由牽引電動機驅動機車的車輪。電力機車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強和運行可靠等主要優點，而且不汙染環境，特別適用於運輸繁忙的鐵路幹線和隧道多、坡度大的山區鐵路。電力機車是從接觸網上獲取電能的，接觸網供給電力機車的電流有直流和交流兩種。由於電流製不同，所用的電力機車也不一樣，基本上可以分為直-直流電力機車、交-直流電力機車、交-直-交流電力機車三類。
高速列車
高速列車一般指時速在200公裏以上的火車。20世紀50年代初，法蘭西共和國首先提出了高速列車的設想，並最早開始試驗工作。1976年，用柴油電動機車牽引的高速列車在英國投入服務，這是當時英國最快的載客列車，最高時速達200公裏。法蘭西共和國則以電力機車為研究對象，其高速電力引列車在1978年曾創下時速260公裏的紀錄。1981年10月，新的高速列車“T.G.V”在巴黎─裏昂幹線正式投入使用。采用流線形造型的“T.G.V”和常規列車相比，空氣阻力減小了三分之一。它裝有大功率動力裝置，具有較強的爬坡能力，可以高速爬上35％的陡坡，曾創下時速380公裏的紀錄也可在坡路上起動，使用的仍是普通鐵軌線路。
動車組列車
把動力裝置分散安裝在每節車廂上，使其既具有牽引力，又可以載客這樣的客車車輛便叫做動車。隨著我國鐵路第六次大提速的如期到來，數百輛身披“和諧號”字樣的動車組馳騁在祖國的大江南北。2007年4月18日早晨5時38分，由上海站開出的上海至蘇州D460次動車組列車，將成為中國首列正式開出時速200公裏的旅客列車，它將揭開中國鐵路高速時代的序幕。但動車組運營不過數日就有不少網友提出質疑之聲，鐵路部門早就放話，動車組乘坐對象定位在特大城市間的商務人群之間。
動車組使用電動門，在0號、1號車廂司機室和7號乘務室配備集中控製開關，使用專用鑰匙操作，能夠同時打開或關閉全列車的側門，旅客可以很方便地進出。每輛車廂均設有緊急門開關，當列車運行時速達到5公裏以上時，車門保護電路開始工作，車門將無法打開；當列車運行時速達到30公裏以上時，車門壓緊裝置起作用，車門和車體密封，以保證車內氣密性。車內使用全自動恒溫空調係統，確保車廂溫度保持在23.5℃。
7節車廂安有防火隔斷門，列車一旦發生火災，人可手動操作門板側麵拉手把隔斷門拉出，將相鄰的兩節車廂隔斷。每節車廂四角各設1個逃生窗，緊急情況下，旅客可使用破窗錘砸碎窗麵爬出車外。車廂座椅全部為軟座，可以隨意調節朝向和斜度。旅客隻需輕踩椅子下麵的踏板，座椅即可進行360°旋轉。椅背後各有一個黃色的頭部靠墊，後麵配有儲物袋，扶手內備有可折疊茶幾，便於旅客書寫或放置東西。
車廂座椅上部配備連續行李架，行李架上方安有反光板。行車中，旅客不用起立就可隨時照看自己的行李。為方便旅客，除5號車廂外，其他車廂都設有大件行李存放處。雙號車廂各有1個飲水機，為旅客免費提供飲水。單號車廂各有1個洗漱間、2個衛生間，每個洗漱間有2個洗麵盆，洗麵盆由光電傳感器控製，自動出水、洗手液和幹燥風。5號車廂設有酒吧和餐廳。動車組還采取一係列隔音降噪處理，車速最高時，車內噪音也不會高於60分貝，乘客在車上不會聽到列車運行中產生的噪聲。