铁路牵引动力（ railway traction power）铁路上用来牵引车列的动力设备，有
机车和
动车两种。
机车通常又称为火车头。由于
铁路车辆一般没有动力装置，必须连挂起来编成车列，由机车牵引在钢轨上运行。此外，在车站上，货物列车的编组、解体，车辆的取送等调车工作，也要靠机车来完成。动车一般只担当客运列车的牵引任务。
用机械动力取代马力，是现代铁路出现的标志。1803年，英国工程师理查德·特里维塞克制造了一台
蒸汽机车，能牵引25 t重量，每小时行驶8 km，于1804年在
威尔士矿车轨道上运行。1825年，在英国的
斯托克顿和
达林顿两个城市间出现了世界上第一条供公众使用的铁路。在这条铁路上运行的1号机车，是由被称为“蒸汽机车之父”的英国工程师
乔治·斯蒂芬森设计制造的，但它仅用来为货运服务，客车任务则用马拉四轮大车工来完成。1829年10月，在
利物浦到
曼彻斯特的铁路上举行了一次决定最好动力类型的竞赛，结果乔治·斯蒂芬森的“火箭”号机车获得了胜利，使铁路的客货运输任务都由蒸汽机车来承担。此后，铁路在世界各国得到迅速发展，蒸汽机车也随之不断改进和提高，在相当长的时期内，成为铁路的主要牵引动力，延续了将近两个世纪。
1879年5 月，在
柏林举办的
世界博览会，展出了由德国
西门子和哈尔斯克公司制造的世界上第一台电力机车。这台机车只有954 kg重，装有2.2kw的直流电动机，由150 V的外部直流电源经中间的第三轨供电，以两条走行轨作为回路，能牵引三节敞开式“客车”、每节车上可坐6名乘客，每小时走行7 km。
1892年，德国又制造了世界上第一台用油作燃料的机车，它的功物只有8马力,远没有达实用的水平。到1923年才试制成功了柴油机车，经过试用改进，于1925年正式使用。随着柴油机功率的加大，逐步制成了多种干线柴油机车，20世纪50年代得到迅速推广（在此期间，于1941年还制成了一种燃气机车，1943年首次在铁路运用，但由于耗油量太大，运行时又发生很大噪声而没有得到推广）。
铁路上使用的机车种类很多。 按照用途的不同分，有速度较高的客运机车，牵引力较大的
货运机车和机动灵活的调车机车；按照原动力不同分, 则有
蒸汽机车、
内燃机车和
电力机车三种；若是按照走行部形式分，则有车架式机车和转向架式机车两类。车架式机车主要是指蒸汽机车，因为蒸汽机的3~5对动轮对都是固定安装在一个刚性车架上的。由于固定轴距较大，运行在曲线上将产生较大的矢距，使轮轨间摩擦加剧。为使机车前进或后退时能顺利通过曲线，在动轮的前后都装有能自由转身的小轮对。因此，蒸汽机车的走行部共有三种轮对：装在机车中部与摇、连杆相连接，能产生牵引力的轮对叫动轮对；机车前转向架的小轮对称为导轮对；后转向架的小轮对称为从轮对, 通常用导轮轴—动轮轴一从轮轴的数目来表示蒸汽机车的类型，如
前进型机车可用轴列式1-5-1表示；建设型机车可用轴列式1- 4 – 1表示；人民型机车可用轴列式2-3- 1 表示等。电力机车和内燃机车的走行部采用的是转向架架形式，转向架与车体之间可作相对转、这就缩小了固定轴距，便于通过曲线。每台转向架相对转动，这就缩小了固定轴距，便于通过曲线。每台转向架上装装有2~3组轮对，每台机车可用2～3台转向架。这种机车也可用轴列式来表示，如
北京型液力传动内燃机车可用轴列式2-2表示，说明该机车有两台二轴转向架。电力传动内燃机车时可用轴列式C0 ~ C0（或30 ~ 30）来表示。式中“C”或“3”表示每台转向架有三根根车轴，脚标“0”表示每根车轴上都单独装有驱动电机，“—”表示两个转向架间互不相连。同理，装有两台二轴转向架有三根车轴，脚标“0”表示每根车轴上都单独装有驱动电机，“—”表示两个转向架间互不相连。同理，装有两台二轴转向架的电力机车可用轴列式B0 —B0 表示；装有三台二轴转向架的电力机车则可用轴列式B0 —B0—B0来表示。
性能比较 蒸汽机车的构造比较简单，制造成本低，操作和维修技术容易掌握，曾在铁路发展史上起过重要作用。它主要以煤作为燃料，热效率很低，煤水消耗量很大，不仅需要在沿线设置大量加煤上水设施，也会对环境造成极大污染，而且不易提高机车的功率和速度，影响发展。因此，美国于1960年，英国于1968年，英国于1968年，法国于1972年，日本于1975年，德国和前苏联于1977年相继停用，中国也于1988年停止生产，逐渐被内燃机车和电力机车所取代。
内燃机车一般以
柴油为燃料，热效率高，机动灵活，上足一次油后能运行转长距离。但构造复杂，制造、维修和运营费用都较高，制造大功率的车用柴油机也受到限制。
电力机车本身不带能源，其构造相对比内燃机车要简单些，所用电能可由多种能源（火力、水力、风力、核能、地热、太阳能等）转换而来，而且电气设备工作稳准、安全可靠。它功率大，效率高，速度快，过载能力强，不污染空气，特别适用于坡度大、隧道多的山区铁路和运量大的干线铁路。