Jak wszystko na świecie, tak i transport kolejowy dzieli się na różne rodzaje. Rozróżniamy wiele kryteriów podziałów, między innymi według rodzaju toru, ogólnej charakterystyki trasy, funkcji, napędu, własności i wiele innych.

Ze względu na rodzaj toru dzielimy koleje na konwencjonalne, niekonwencjonalne oraz linowe, czyli napowietrzne. Należy do nich wyciąg narciarski, kolej krzesełkowa i wagonikowa.. Kolej konwencjonalna to kolej poruszająca się na torach naziemnych złożonych z pary szyn stalowych, po których toczą się koła wyposażone w obręcze zabezpieczające przed wykolejeniem. W tej kategorii mieści się kolej wąskotorowa, gdzie rozstaw szyn jest mniejszy od 1435 mm, kolej normalnotorowa (rozstaw 1435 mm), kolej szerokotorowa (rozstaw szyn większy od 1435 mm) oraz kolej zębata (zdolna do pokonywania znacznych spadków terenu). Do kolei niekonwencjonalnej zaliczamy kolej magnetyczną, jednoszynową czy kolej z taborem ogumionym.

Rozróżniamy również kolej „ciężką” i „lekką”. Charakterystyczną cechą pierwszej z nich jest dysponowanie trasami prowadzonymi we własnych korytarzach. Zaliczamy do niej większość kolei sieci krajowej oraz metro. Kolej „lekka” prowadzona jest często poboczem dróg lub jezdnią. Należą do niej koleje typu tramwajowego.

Według funkcji dzielimy koleje na krajowe (zapewniają transport w skali jednego państwa), międzyregionalne (zapewniają transport pomiędzy głównymi miastami regionów), regionalne, podmiejskie, inaczej aglomeracyjne (zapewnia transport w obrębie aglomeracji), Szybkie Koleje Miejske (SKM, najbardziej charakterystyczna dla Trójmiasta), Metro oraz Tramwaje.

Rodzaj napędu dzieli kolej na parową, spalinową, elektryczną, linową, atmosferyczną (źródłem energii jest ciśnienie powietrza w tubie pomiędzy szynami) oraz grawitacyjną (dzisiaj raczej nie spotykana, pociągi staczały się siłą grawitacji a wtaczano je najczęściej końmi).

Ze względu na własność możemy podzielić kolej na państwową, gminną, powiatową, prywatną oraz kolej „trzeciego sektora”, czyli będącą własnością organizacji, instytucji deweloperskich, z udziałem kapitału prywatnego.