Pengendalian pengangkutan kereta api boleh dipecahkan kepada dua komponen utama. Kategori pertama adalah yang "bergerak", iaitu lokomotif dan gerabak kereta api (sama ada membawa penumpang atau mengangkut barangan). Kumpulan kedua pula ialah yang "tetap", biasanya infrastruktur sokongan seperti landasan, bangunan atau struktur lain.
Operasi
Sistem pengangkutan kereta api dikendalikan melalui satu sistem kawalan, pada awalnya secara mekanikal, namun kini selalunya secara elektronik dan berkomputer.
Malaysia
Rangkaian operasi pengangkutan kereta api di Malaysia dikategorikan kepada 3 zon, iaitu Semenanjung Malaysia, Lembah Klang dan Malaysia Timur, iaitu Sabah dan Sarawak. Terdapat juga operasi kereta api untuk bahan tarikan pelancong seperti di Bukit Bendera, Pulau Pinang.