Transport kolejowy – gałąź transportu lądowego obejmująca trzy podsektory: pasażerski transport kolejowy, towarowy transport kolejowy i infrastrukturę transportu kolejowego.
Kolejowy system transportowy obejmuje infrastrukturę, czyli linie kolejowe, stacje (dworce, przystanki), zaplecze techniczne. Drugim elementem systemu jest tabor kolejowy, czyli środki transportu (np. lokomotywy i wagony). W systemie tym operują instytucje kolejowe, do których zaliczyć można przewoźników kolejowych i zarządców infrastruktury (zarządy kolejowe). W ujęciu gospodarczym przewoźnicy świadczą usługi transportowe (zaspokajają popyt) z wykorzystaniem infrastruktury kolejowej. Infrastruktura ta jest natomiast zarządzana i udostępniana przewoźnikom przez zarządców infrastruktury.
W węższym znaczeniu transport kolejowy to przemieszczenie towarów lub pasażerów przy użyciu pojazdów kolejowych w obrębie danej sieci kolejowej.
W potocznym użyciu termin kolej może odnosić się do każdego z tych głównych elementów, zwłaszcza linii kolejowej albo przedsiębiorstwa kolejowego.
Kolejowe środki transportu poruszają się po trasie wytyczonej torem kolejowym albo liną, którą poruszają się pociągi lub pojedyncze wagony, czy kabiny. Kolej jest formą transportu sztywnotorowego, tzn. jej pojazdy mogą poruszać się tylko charakterystycznym dla danej technologii torem. Do autobusu torowego zatem termin „kolej” się nie odnosi.
Najszerzej rozpowszechniona w krajach rozwiniętych jest kolej na torze dwuszynowym (kolej konwencjonalna), zwykle o rozstawie 1435 mm, zwana też normalnotorową. Kolej konwencjonalna o napędzie mechanicznym rozwijała się od II ćwierci XIX wieku i stanowi formę przemieszczania, której rozwój poprzedził upowszechnienie się wszystkich innych mechanicznych środków transportu.
