柴油機(jī)車(chē)是指所有動(dòng)力來(lái)源為柴油引擎的鐵路機(jī)車(chē)。自20世紀(jì)中開(kāi)始柴油機(jī)車(chē)在世界大部分地方成為主要鐵路機(jī)車(chē)種類,因?yàn)椴裼蜋C(jī)車(chē)可以直接取代蒸汽機(jī)車(chē),不像電力機(jī)車(chē)必須依賴其他的電力傳送設(shè)施,如架空線或第三軌。不過(guò)自1950年代起電力機(jī)車(chē)在傳動(dòng)力、加速力、和最高速度上逐漸超越柴油機(jī)車(chē)。依照動(dòng)力傳動(dòng)方式的不同,柴油機(jī)車(chē)又可分為電力傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、和機(jī)械傳動(dòng)三大分類。
電力機(jī)車(chē)使用的能量,由車(chē)外經(jīng)過(guò)架空電纜或第三軌提供,所以只能在電氣化鐵路行駛。雖然把鐵路電氣化的價(jià)格很高,但是電力動(dòng)車(chē)組和電力機(jī)車(chē)的運(yùn)作成本比內(nèi)燃機(jī)車(chē)為低,也不會(huì)造成沿線的空氣污染。而且電氣化列車(chē)的加速性能及再生制動(dòng)都比較良好,因此十分適合在乘客密集的客運(yùn)線上使用。絕大部分的高速鐵路都是以電力推動(dòng),因?yàn)樗鼈兯枰拇髣?dòng)量能很難完全由放在車(chē)上的發(fā)動(dòng)機(jī)直接產(chǎn)生。電力機(jī)車(chē)的供電電壓很高,可以減少饋線用銅量??刂齐娏C(jī)車(chē)電機(jī)的先進(jìn)技術(shù)包括VVVF,就是變壓變頻技術(shù)。