การใช้พลังงานไฟฟ้าของรางรถไฟถือเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดประการหนึ่ง

การเดินรถไฟฟ้ารางรถไฟ เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด และการเปลี่ยนแปลงเชิงเปลี่ยนแปลงที่การรถไฟเคยประสบมา ประโยชน์ของมันมีมากมาย รวมถึงการลดต้นทุนการดำเนินงานและความเร็วในการให้บริการที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม เงินทุนในการดำเนินการมีจำนวนมากและมีความเสี่ยงอยู่บ้าง ในอดีต ปัจจัยหลายอย่างรวมกันทำให้การใช้พลังงานไฟฟ้ากลายเป็นความท้าทายในการดำเนินการ โดยส่งผลให้มีทางรถไฟสายหลักเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่ได้นำไปใช้ในวงกว้าง

ประเภทของการใช้พลังงานไฟฟ้าที่พบบ่อยที่สุดคือผ่านรางไฟฟ้า ซึ่งจ่ายกระแสฉุดให้กับตู้รถไฟไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆ โดยปกติรางเหล่านี้ทำจากเหล็กที่มีความนำไฟฟ้าสูงโดยยึดเข้ากับอะลูมิเนียมเพื่อปรับปรุงการนำไฟฟ้า โดยมีพื้นผิวสัมผัสหรือฝาครอบเป็นสแตนเลสเพื่อเพิ่มความทนทาน ระบบนี้ใช้กับรถไฟใต้ดินมอนทรีออล, รถไฟใต้ดินปารีส, รถไฟใต้ดินซานติอาโก, รถไฟใต้ดินเทศบาลซัปโปโร และระบบอื่นที่คล้ายคลึงกัน รวมถึงบนรถไฟขนส่งมวลชนแบบยาง เช่น ขององค์การขนส่งมวลชนฮ่องกง

นอกจากรางไฟฟ้าแล้ว บางระบบมีรางที่สามสำหรับกระจายสัญญาณไฟฟ้าเพื่อควบคุมการทำงานของรถไฟ โดยทั่วไปรางที่สามจะเป็นบล็อกหน้าสัมผัสโลหะที่แยกจากกัน ซึ่งผู้ควบคุมรถไฟสามารถเปลี่ยนไปใช้โหมดกำลังหรือโหมดชายฝั่งได้ รางที่สามยังสามารถใช้เพื่อจ่ายไฟฟ้าสำหรับให้แสงสว่างบนแท่นและประกาศต่างๆ รางมักจะหุ้มฉนวนจากรางวิ่ง แม้ว่าในบางกรณีจะไม่เป็นเช่นนั้นก็ตาม

รางไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดบางแห่งขับเคลื่อนโดยรางที่สามตรงกลาง เช่น รถไฟฟ้าโวลค์ในเมืองไบรตัน ประเทศอังกฤษ ซึ่งเปิดดำเนินการในปี พ.ศ. 2422 และทางเชื่อมไจแอนต์สคอสเวย์ในไอร์แลนด์ ซึ่งเริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2426 ระบบนี้ยังใช้กับทางรถไฟไฟฟ้าในเมืองยุคแรก ๆ บางสาย เช่น พื้นผิวของรถไฟใต้ดินลอนดอน "รองเท้า" หนักๆ ห้อยลงมาจากคานที่ติดอยู่กับโบกี้ของรถไฟเลื่อนไปเหนือรางที่สามเพื่อรวบรวมกำลัง โดยรางขั้วบวกจะมีแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าของแรงดันลบ

ลวดเหนือศีรษะเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับรางรถไฟ ซึ่งใช้กันมากที่สุดในระบบผู้โดยสารชานเมืองและระบบขนส่งมวลชนสมัยใหม่ เช่น รถไฟใต้ดินนครนิวยอร์ก นอกจากนี้ยังใช้กับรถไฟโดยสารสายหลักบางสาย เช่น CSX-Westinghouse Electric ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของ Brooklyn, Queens และ Rockaway Line ของ Long Island Rail Road ซึ่งมีหอคอยไฟฟ้าเหนือศีรษะของตัวเอง

เมื่อรถไฟหยุดที่สถานี สิ่งสำคัญคือต้องอยู่ห่างจากรางที่สาม สามารถจ่ายไฟกระแสตรงได้สูงสุด 650 โวลต์ ซึ่งเพียงพอที่จะคร่าชีวิตผู้คนภายในห้าวินาทีหลังจากสัมผัสกัน เพื่อป้องกันการกระแทก รางที่สามมักจะถูกบังหรือป้องกันด้วยฉากกั้นของแท่น แต่ถึงแม้ในขณะที่ติดตั้งอยู่ ก็ยังสามารถถูกไฟฟ้าช็อตได้โดยการแตะที่ราง วิธีที่ดีที่สุดในการหลีกเลี่ยงปัญหานี้คือการวิ่งหนีจากชานชาลาให้เร็วที่สุดเมื่อมีรถไฟเข้ามาใกล้