鉄道信号機を使用しない場合、「×印を信号機に付ける」「信号機を線路に対して横に向ける」といった措置が行われる。この措置は、信号機が故障による消灯（この場合、列車を緊急に停止させなければならない）と受け止められないようにするためである。併合閉塞によって閉塞扱いを頻繁に取りやめることが想定される場合は中間駅の信号機に信号機使用停止標を設置する。
手信号.
信号機が故障したときや信号機が設置されていない場合に、手旗や合図灯を用いて信号を現示する。合図灯は夜間に用いられるもので、スイッチを操作することで緑色と赤色に転色できる。
手信号には、以下の種類がある。
代用手信号.
出発・場内信号機やそれにあたる車内信号機が故障で使用することができないときに、それら主信号機の代用として使用する。通称、手代。駅の「代用手信号現示位置」と書かれた所が現示位置となり、臨時手信号によって現示する。また、出発・場内信号機の設置している場所に係員を派遣することが困難な場合は出発・場内信号機に手信号代用器を常設しており、臨時手信号の代わりに手信号を現示する。
手信号代用器は、他信号機のように地上信号機に常設されている常設型の他に、使用する時だけ持ち込み設置する可搬型の物がある。また、新幹線鉄道に建植される手信号代用器には進行現示の一灯のみしかない進行手信号代用器という物もある。この代用器の場合、単独現示では無く併設される地上信号機と共に使用される。手信号代用器は転てつ器との連鎖がなく、取り扱う際は操作用スイッチの復位失念に気を付けなければならない。
通過手信号.
通過信号機を使用することができないときに、その代わりに使用する。信号の種類は「進行」のみである。
臨時手信号.
特殊信号.
特殊信号は、突発的な事象によって列車を緊急的に停止させるときに用いる。種類と現示方式として以下のものがある。
発炎信号.
また発炎信号は、列車に対して停止する限界を示す必要のある場合（例えば、伝令法で救援列車を運転し故障列車の手前に停止する時、救援列車を停止させる限界を示す）に使用することができる。
踏切内の押しボタンで発火させるタイプもある。しかしこのタイプは発炎時には補充する必要があること、また沿線で火災を起こす可能性があることから順次、点滅型の特殊信号発光機に置き換えられている。
発報信号.