按其运行途程的长短和旅行速度可分为：特快旅客列车、快速旅客列车、普通旅客列车、临时旅客列车、临时旅游列车。
1、特快旅客列车
特快列车全称为特别快速旅客列车(英文：express)，简称特快。是中国铁路的一个列车等级，在传统铁路(即普速铁路)里比较于普通旅客列车(俗称：慢车)和快速旅客列车。车次现以字母T冠头。
2、快速旅客列车
快速旅客列车是中国国家铁路旅客运输列车等级的一种类型，级别高于普通旅客快车、低于特别快速旅客列车。快速旅客列车出现在中国第一次铁路大面积提速之后，载客车厢大多是红色的25G车体，亦被称为“红皮车”。
3、普通旅客列车
普通旅客列车是普客，又各有直通和管内两种。2014年底铁总就其进行了改造，内饰也作了完善，基本上达到动车化。
4、临时旅客列车
临时旅客列车简称临客，车次通常以“临”字汉语拼音的第一个字母L为开头，亦有部分临客以K、T、Z等固定列车车次开头。临时旅客列车是当铁路开行的特定旅客列车不能满足客流需要的时候的一个补充。
5、临时旅游列车
在名胜古迹、旅游胜地所在站和大中城市间开行的旅客列车，临时旅游列车速度较快，停站较少车体也比较高级。速度每小时160公里以上。为旅游而开设的列车，分为直通旅游列车和管内旅游列车。
火车运行原理：
火车的转向架卡在轨道上沿着轨道行驶，转弯时转向架转动，让火车沿着轨道继续行驶。 转弯时外轨高于内轨。
最初的列车是由绳索或马匹拉动的。到了19世纪，多数的列车都改由蒸汽机车牵引。20世纪40年代以后蒸汽机车渐由较清洁及需要较少劳力的柴油机车取代，后来又出现电力机车和动车组。
电气化铁路的最初投资很大，但按每里计算则是运作成本最低的。因此只有高流量的线路才适合电气化。电气化列车可能使用高架电缆或第三轨取电。
以动力的单位千瓦（kW）除以能够牵引的重量公吨（Ton）来计算动力机车头的效能称为牵引能力比，蒸汽机车效能最低，其次是柴油机车（电力传动比液力传动效益高），电力机车或是电联车相对而言就经济得多。因为不需消耗额外的动能来牵引产生动力的引擎。
牵引动能比由小排到大依序为：（客运飞机、摩托车、一般家庭的汽车、公路上跑的卡车、农用牵引机、全挂拖车、）蒸气机车、柴油液力传动机车、柴油电力传动机车、电力机车、柴油动车组、高铁动车组、电力动车组（客轮、渔船、油轮）。
若考虑单位燃料或是单位动力的成本来营运轨道车辆，是以小编组来做区间运转有最佳能量使用经济效益，也就是4车一编组。每站都停的通勤电联车最具效益。