サイクルトレインとは自転車を鉄道車両内に、輪行状態ではなく解体せずに持ち込むことができるサービスである。なお路線バスにおける同様のサービスを、サイクルバスという。
概説.
自転車を解体することなく列車内に持ち込むことができるという点で、解体して専用の袋に詰めて持ち込む輪行とは異なる。解体が困難なシティサイクルなどでも持ち込むことが可能で、出発地から近くの駅まで自転車で移動し、その自転車を持ち込んで列車に乗車し、目的地の近くの駅で下車してすぐに自転車に乗り移動することができる。
日本では近年、地方の中小私鉄が利用促進のために実施している例が増えているが、大手私鉄でも、近畿日本鉄道（当時）の伊賀線、養老線（それぞれ伊賀鉄道、養老鉄道として分離後も継続）吉野線や、名古屋鉄道の蒲郡線、西尾線の一部で期間を定めて行っていた。現在でも西武多摩川線や近鉄山田線、鳥羽線、志摩線等通年実施に踏み切った例がある。
実施日・実施時間が概ね平日の昼間や土・休日などの閑散日・時間帯に限定されている場合が多い。また実施している路線であっても、階段がある等の理由で一部の駅では利用できない場合がある。運賃とは別に持ち込み手荷物料を収受する事業者と、手荷物料を収受しない事業者がある。事前申し込みが必要な場合もある。これらの取扱いは鉄道事業者や路線によってそれぞれ異なっている。
欧州諸国（特にドイツ）では自転車を車内に持ち込むことができる事例が広範にあり、坂道を走るケーブルカーにそのような事例が多い。
以下に挙げている路線・事業者の一覧では、日本国内の事例のみについて記している。
実施している、または実施したことのある鉄道会社.
主に国土交通省の「サイクルバス・サイクルトレイン導入の手引き」に基づく
常時実施されている路線.
廃止路線での過去の実施例.
以下の会社では自社線での自転車の持ち込みが可能であった。
期間を設けての実施.
通年実施に移行したものや冬期のみ休止のものは「常時実施されている路線」の節も参照。
イベントに合わせた実施.
沿線で行われるイベントに合わせて列車が設定されるケース。イベントの参加・不参加と列車の利用申し込みは別々。
イベントと一体で実施.
列車の運行がサイクリングイベントと一体となっているケース。イベントの参加と共に利用可能で、サイクルトレインのみの利用はできない。