基本的に車両外部から電力を供給し、搭載する主電動機（電気モーター）で動力に変換して走行する。水や燃料の補給が不要なため車両運用上の制約が少なく、特に運転本数の多い路線では電化が有利となる。近年ではリニアモーターを動力とするリニアモーターカーも実用化されている。
また、蒸気機関や内燃機関を動力に用いる鉄道に比べエネルギー効率に優れる。発電所におけるエネルギー変換効率は内燃機関などと比較して高く、送電・変電や動力へ変換する際の損失も小さいためである。水や燃料を積載する必要が無いことから、車両を軽量化できるため、車両重量あたりの出力も高くできる。
また、走行中に煤煙や排出ガスが発生しないため大気汚染の原因とならない利点もある。特に長大トンネルを含む路線や地下鉄では、内部の換気を行う必要がないよう大半が電化されている。
長所が多い反面、変電所や送電設備を必要とするため、非電化路線と比べ地上設備の建設と維持は高コストとなる。そのため輸送量の小さい閑散線区では採算性の問題から採用されにくい。ただし、隣接線区が電化されている場合は列車の直通や車両運用の共通化が可能となるため電化の効果が高い。また、送電設備を不要とするため蓄電池を搭載した車両を用いる場合もある。
歴史.
車両.
客車や貨車の一部またはすべてを動力車とする動力分散方式と、電気機関車が無動力の他車両を牽引または推進する動力集中方式がある。動力分散方式の列車・車両は一般に電車と呼ばれる。世界では路面電車や地下鉄を除くと動力集中方式が主流だが、日本においては旅客列車の大半が動力分散方式を採用している。また、内燃機関を用いた車両と比較すると、一般に車両の検査・保守は容易である。
電化方式.
車輌内部に蓄電池を積載する場合もあるが、基本的には外部から電気を取り入れる。外部からの電力供給は架線を用いる架空電車線方式と送電用のレールを用いる第三軌条方式に大別される。主電動機の種類に応じ、取り入れた電力を変換して用いる。
電源は直流・交流が共に用いられる。直流は車両コストの面で優れるのに対し、交流は高電圧で送電できるため、大出力が必要な高速鉄道に都合が良く、かつ、変電所の数を抑えられるといった長所がある。詳細は直流電化、交流電化を参照されたい。
事業者名の類型（日本）.