鐵路在《城市：天際線》中是一種高效的交通方式，可以極大地改善城市的交通狀況。
速度快、運量大還有獨立的路權，和現實一樣算是陸地上最重要的大眾運輸，有許多站內轉乘的車站能夠使用。
缺點是佔地廣、成本高、噪音大，轉彎角度小需要注意軌道是否有確實接上，貨運列車不像現實能夠發揮理論上只要能載上車，就能無限制連接增減車廂的優勢，遊戲內不管多少貨物都是同樣長度。以及沒有閉塞的概念、號誌、調度，所以需要多建設側線及待避區間避免塞住。
客運鐵路：建設後接上聯外鐵路就會有列車使用，每個車站都有「允許城際列車」的選項能夠選擇是否要讓外部的列車停靠，車站多時就要注意是否超出負荷，需要改成只讓城際列車停靠多月臺的車站。也能夠自行設置城內路線，建議站點距離至少250u以上(其他塊地)，並且注意是否有路線交會。
貨運鐵路：建設後接上聯外鐵路或與其他貨運車站連結的鐵路就會有列車自動運輸，建議每個工業區都有車站方便各工業區的貨物互相運送。以及DLC內有能夠直接將聯外的港口、貨運機場的貨物轉運至列車上的設施也是非常方便。
和路口一樣能夠調整樞紐，有Stop該側的車需要等要通行的區間有能夠容納該列車的空間時才會往前行駛，類似閉塞的概念，能稍微避免列車塞住。
以下深入各種軌道運輸(地鐵、鐵路、路面電車、單軌列車)概念，覺得只是遊戲不想思考的可以離開了。
如果說從A 車站到B 車站只有一條路線，一般稱為單線。有1 列火車要從A 車站開到B 車站，首要條件一定是要確定AB 之間沒有其他列車，如果A 到B 之間的路線是空的，A 車站才會放行列車出發前往B 車站;從B車站到A 車站的列車也是相同方式，如果AB 之間已經有其他列車在上面跑，而A 或B 車站又放行其另外1 班列車進入AB 區間，後果就可能追撞或相撞，是很嚴重的事情。
A車站到B車站之間這種只允許1班列車在上面運行的區間，就稱為閉塞區間，至於A或B車站如何得知AB之間有無其他列車運行，就得靠閉塞制度。閉塞制度簡單來說就是確保閉塞區間內只能有唯一列車運行的制度。在A車站與B車站之間為閉塞區間的情況下，一列車從A開到B之後，另外一班車才能進入從A～B，或是從B～A，這樣的行車方式會非常沒有效率，因此為了增加路線運用的效率，通常可以把A車站與B車站之間劃分成多個區間就能同時有多班列車運行，照理來說A、B車站之間是愈多閉塞區間愈好，但是要看列車的性能與速度。如果列車可以瞬間從100km/hr以上煞車到完全靜止那閉塞區間就可以愈短愈好，當然這是不可能，合理的閉塞區間通常都會有1km以上。
不過就算A、B車站之間劃分為多個閉塞區間，在每個閉塞區間內的列車必須都是同方向行駛，於是就在2的車站間多蓋1條鐵路，讓2條鐵路都只負責同個方向行駛，1條只負責通行A~B的車，另 1條只負責通行B~A的車，這種就稱為複線。遊戲中設定行駛時的方向也會影響大眾運輸，現實則是大部分的鐵路都是靠左行駛，有需要查詢現實資訊時請自行轉換。
複線的好處就是調度單純、號誌成本低、軌道線路簡單。但是如果遇到某個尖峰時段有好幾班車要從A～B車站，但是沒有要從B～A車站的班次，在複線行車制度下這幾班車只能乖乖排隊從其中1條線開去B車站，面對空蕩蕩的另外那條線而言，複線的行車制度顯然缺乏彈性，因此有另外一種行車制度，雙單線。就是2條單線讓列車不必限定只能走哪條線，只要閉塞區間是空的，列車就可以進入運行增加調度的彈性，只是一般情況也會像複線一樣靠特定一側行駛，可以讓調度單純一些。
從複線延伸用於高運量區間的三單線、復單線、四單線、雙複線。
三單線、四單線：顧名思義就是3、4 條單線組成的線路。
復單線：再複線多1 條單線，比需要4 條線的四單線、雙複線節省空間及成本。
雙複線：顧名思義是2組複線組成的，應用有許多種，通常用途有依分快慢車排列、依客貨排列、依路線排列、按行車方向排列，成本較高而且道岔會特別複雜。
通過以上全方位的規劃，相信你一定能打造出高效、便捷的城市鐵路系統，為城市的發展注入新的活力。