Železniční dopravní systém se skládá z mnoha prvků a tyto prvky jsou na sobě závislé. Bez vhodného systému nemohou vlaky fungovat hladce.
Za prvé je to geografické prostředí podél železniční trati.
Za druhé, jaký je účel systému: osobní nebo nákladní? Pokud jde o cestující, je nutné zvážit, zda cestující dojíždějí za prací nebo cestující na střední{0}} až dlouhé{1}}vzdálenosti.
Jakmile jsou potřeby vyjasněny, je třeba rozhodnout o typu železnice, která se má postavit: lehká železnice, těžká železnice nebo vysokorychlostní -železnice. Existují také jednokolejky, gumové-kolejové systémy a maglevské železnice, protože tyto tratě také využívají kolejové-provozované vlaky. Mnoho velkých měst má nyní městskou železniční dopravu nebo tramvajové systémy.
Po rozhodnutí o typu železnice je třeba pečlivě vybrat rozchod koleje.
Pokud jde o pohon vlaků, ve starověku se používali koně, později pára a poté elektřina, což vyžadovalo elektrifikační systémy. To vede k různým způsobům pohonu vlaků. Nejběžnější jsou nadzemní kabely a napájecí-napáječe.
Nakonec je třeba určit počet stop na základě intenzity provozu. Pokud je intenzita dopravy nízká, může být postavena pouze jedna kolej, ale musí existovat průjezd, aby mohl více než jeden vlak používat tuto železnici. Pokud je intenzita dopravy vysoká, lze položit dvojité nebo dokonce vícekolejné koleje. Na některých frekventovaných úsecích jezdí dokonce osm kolejí souběžně se čtyřmi kolejemi v každém směru.
