鉄道工学（てつどうこうがく、英語：railway systems engineering）は、鉄道施設の建設、鉄道車両の技術開発、社会的な役割を果たすための運用方法、システムの総合的な維持管理を扱う工学である。

この他、人やものの運搬にかかる運用方法、運営体制、通信制御、軌道、車両等が円滑に連携して機能するシステムの総合的、計画的時管理を扱う。

鉄道は、運用する人間の体制・通信制御設備・軌道・車両・電力設備などが、一体のものとして整備・維持されなければ、一番水準の低いものの性能しか発揮できないシステムである。そのため、その運営機構の管理・技術・運営の水準が信頼性の差となる。

特に近年では、鉄道のありとあらゆる分野において、より高度なサービスの提供、より安全で安心できる鉄道、経営効率の改善を目的として、情報通信技術（ICT）が不可欠の存在となっている。

• 土木工学
• 交通工学
• 機械工学
• 金属工学
• 人間工学
• 安全工学
• 信頼性工学
• 環境工学
• 空気力学
• 電気工学
• 電子工学
• 通信工学
• 都市工学

各職務に適した人間を訓練してから職務につけなければならない。

• 指令員
• 乗務員
  • 機関士/運転士
  • 車掌
• 駅職員
• 保線職員
• 電車線（架線）職員
• 信号・電力（電気）職員
• 鉄道工場職員
• 車両検査職員
• 車両基地職員

• 故障時も安全側に動作するように設計する。
• 故障・異常時の操作を定めておく。
• 正常な動作をするように整備しておく。

• 列車運行を安全に行なえるよう管理、修繕を行なう。
• 一度建設すると簡単には作り直せないので、将来の社会情勢などを考慮した設計を行う。
• ライフサイクルコストが安価となる維持・管理を行う。

• 乗客の安全を第一に考えた設計とする。
• 周辺の環境と調和した施設とする。

• 乗務員が操作間違いをしないように人間工学的配慮を行う。
• 乗客が安全・快適にすごせる空間とする。
• 維持管理のしやすい設計とする。

• 車体を軽量化し、貨物の積載量と編成としての輸送力を増やす。
• 軽量化と生産性（価格）、強度、剛性のバランス。
• 走行性、制動能力の向上による高速化。
• 荷役時間の短縮。
• メンテナンスフリー化。

• 車両の走行だけではなく、通信制御施設・駅施設にも必要不可欠のものであるので、特に信頼性の高いものとする。
• 車両・通信制御設備・駅施設の特に重要な部分には、非常用電源設備を準備し維持管理を行っておく。
• 一般の電力設備と違った点に配慮して設計しておく。

• 信頼性・可用性・保守性・安全性が高く、調和の取れたシステムを構築する。
• 特に鉄道は、他の業界には見られない、独自の要素が多数存在するため、鉄道と情報技術の両分野に長けたエンジニアが必要である。
• 信頼性の高いシステムを構築・運用する（多重化構成、メンテナンス体制、システムエンジニアリング）。
• 安全性・サービス品質を向上させつつ、コストダウンを実現する。
• 社員へのICT教育を充実させる。
• 近年ではIoTやデータエンジニアリングの活用による遠隔保守や自動診断の実現、AIの活用によるサービス向上や自動化など、デジタルトランスフォーメーション（DX）への対応も必要になっている。

• 軌道 :土木工学・金属工学
• 通信制御設備 :通信工学・制御工学・電子工学・無線工学
• 旅客駅施設 :土木工学・建築学
• 車両 :機械工学・電力工学・パワーエレクトロニクス・電子工学・制御工学
• 電力設備 :電力工学・電子工学・制御工学
• 施設管理 :信頼性工学
• 全般的な領域に渡って関わる技術：システム工学・情報通信技術

• 鉄道施設
• 鉄道総合技術研究所

• 公益財団法人鉄道総合技術研究所