Demiryolu ulaşım sistemi birçok unsurdan oluşur ve bu unsurlar birbirine bağlıdır. Uygun bir sistem olmadan trenlerin sorunsuz çalışması mümkün değildir.
Öncelikle demiryolu hattı boyunca coğrafi ortam var.
İkincisi, sistemin amacı nedir: yolcu mu, yük mü? Yolcu ise, yolcuların işe gidip gelen yolcular mı yoksa orta{0}} ila uzun- mesafeli yolcular mı olduklarını dikkate almak gerekir.
İhtiyaçlar netleştirildikten sonra inşa edilecek demiryolunun türüne karar verilmelidir: hafif raylı sistem, ağır raylı sistem veya yüksek-hızlı demiryolu. Ayrıca monoraylar, lastik-yoruklu ray sistemleri ve maglev demiryolları da vardır, çünkü bu hatlar aynı zamanda raylı-güdümlü trenleri de kullanır. Artık birçok büyük şehirde kentsel raylı ulaşım veya tramvay sistemleri var.
Demiryolu tipine karar verdikten sonra hat açıklığının dikkatli bir şekilde seçilmesi gerekir.
Tren gücüne gelince, eski çağlarda atlar, daha sonra buhar ve daha sonra elektrifikasyon sistemleri gerektiren elektrik kullanıldı. Bu, trenlere güç vermenin farklı yöntemlerine yol açmaktadır. En yaygın olanları havai kablolar ve hat-tabanlı güç kaynağıdır.
Son olarak trafik yoğunluğuna göre parça sayısı belirlenmelidir. Trafik yoğunluğunun az olması halinde tek hat yapılabilir ancak birden fazla trenin bu demiryolunu kullanabilmesi için geçiş alanının olması gerekir. Trafik hacminin yüksek olması durumunda çift hatta çoklu hat döşenebilir. Hatta bazı yoğun bölümlerde, her yönde dört yol olmak üzere paralel olarak çalışan sekiz yol bile bulunur.
