、洛湛铁路（国家铁路）、广茂铁路（地方铁路）三条主线，以及茂名石化公司厂区铁路（企业自用铁路）构成，互联成网，并入全国铁路网。全市境内运营铁路里程为246公里，由东向西横穿电白区、茂南区和化州市，设有二等区段编组站茂名西站、二等客货运站茂名站和信宜站、化州站等13个中间站，年通过能力达1400万吨。现正推进广东西部沿海铁路和茂名港博贺新港区铁路支线的规划建设。由广铁集团投资兴建的深茂铁路是茂名市境内第一条高速铁路，在茂名境内途径电白区、茂南区，线路设计速度为200-250km/h，于2018年7月1日通