貨物列車（かもつれっしゃ）は、鉄道において貨物の輸送を目的とする列車であり、鉄道発祥以来運転されている。機関車が貨車を牽引する形態が主流であるが、貨車自体が動力を有する電動貨車や気動貨車、あるいは動力分散方式の貨物電車もみられる。客車と貨車を併結する混合列車（こんごうれっしゃ）という形態もある（後述）。

運用と実情 
鉄道が発明される前、人力や馬車より貨物を大量輸送できる交通機関としては船（水運）が使われたが、内陸部では流れが穏やかな河川の中下流部や運河、湖以外は運航できない制約があった。鉄道の実用化により、船が通れない地域でも輸送網を作り上げることが可能となり、産業革命後、大いに発展することとなった。

鉄道が陸運の主力であった時代は、貨物輸送を主目的として開業する鉄道会社・線区や、鉱山・工場・建設現場などへの引き込み専用線も多かった。

鉄道輸送の利点は、連結する貨車を増やせば大量輸送が可能となることであった。半面、貨物の出発地や最終目的地が鉄道沿線でない場合、自動車などと組み合わせる必要がある。同時に時間における柔軟性を欠くことでもあった。政策的な自動車道路網の整備によるモータリゼーションの発展とトラックの性能向上により、鉄道を利用する貨物輸送はきめの細かい貨物輸送の手段としては価値を減じた。近年は大気汚染や地球温暖化の深刻化などを受け、企業は環境保護の取り組みが社会的に要求されるようになったことから環境負荷の低い鉄道貨物輸送を見直すモーダルシフトの動きが出ている。

大陸や国土が広い国では、重量が大きい貨物を遠方へ安く運ぶ陸送する手段として活用され続けており、技術改良も進められている。オーストラリアでは、資源企業リオ・ティント社が2018年、採掘した鉄鉱石を自律運行の無人貨物列車で鉱山から港まで運ぶ試みに成功した。

ヨーロッパ・アメリカの貨物列車 
欧米では現在においても最も安価で効率的な貨物の陸上輸送手段として物流の主役である。特にアメリカ合衆国やカナダなど北アメリカでは海上コンテナを2段積みにしたダブルスタックカーを100両近く連ねた長大な貨物列車が運転され、ピギーバック輸送やデュアルモードトレーラーシステムなど、他の陸上輸送手段との連携も進んでいる。

大陸横断鉄道を用いて従来船舶で輸送していた貨物を陸上輸送にシフトするランドブリッジ構想が提唱されている。高速な輸送が可能となる利点があるが一方で鉄道施設の近代化、通過国の関税上の扱い、盗難・損傷などの問題、密輸・密航対策など課題も多い。ヨーロッパと中国大陸沿岸部・ロシア極東部を結ぶユーラシアランドブリッジが有名である。中国政府はこのルートを使う一帯一路構想（インド洋経由の海路との併用）を推進している。

アメリカ合衆国 
米国では1830年に客車を貨車を連結して牽引する蒸気機関車が開業した。1915年に鉄道路線の総延長が42万kmに達して、世界一となった。第二次世界大戦後は高速道路網と航空便が発達し、大都市圏の通勤輸送などを除き鉄道による旅客輸送は急速に衰退した。一方、貨物輸送は輸送力が大きくなるほど高速道路や航空輸送に対して有利であり、現代に至るまで鉄道による貨物輸送は活発である。

ヨーロッパ 
フランスのTGVでは郵便列車や小包列車などが運行されている。ヨーロッパではユーロトンネルシャトルなど自動車を積載したカートレインも運行されている。

中国の貨物列車 
中国では鉄道の貨物輸送の需要が急激に増大しており、2009年に貨物輸送量が2兆5239億1700万トンキロに達し、米国を抜いて世界第一位の鉄道貨物輸送量となった。米国とは異なり鉄道による旅客輸送量も増加しており、貨物列車による輸送力を強化できないことから旅客列車と貨物列車の鉄路を分ける貨客分離が進められている。一部の炭鉱鉄道では蒸気機関車が牽引する石炭輸送列車が運行されている。

日本の貨物列車

歴史 
日本では1873年9月15日、当時の新橋駅と横浜駅間で初めて運転された。

鉄道開業以来、貨物列車を操車場で組替えながら貨車を継送し、各駅で貨車を解結するヤード輸送方式が主流であった。この方式は貨物到着までに日数を要しかつ不確定という欠点があった。高速道路網や高規格の国道の整備によって利便性および機動性に優れたトラックによる輸送時間が飛躍的に短縮されると、鉄道利用の場合に発生する車両の組み替えが不要になることもあり、高度成長期以降、一気に凋落した。

日本国有鉄道（国鉄）は大きな赤字を生み出していた貨物輸送体系を抜本的に見直し、ヤード輸送方式は1984年2月1日に全廃された。以降はコンテナ貨車および石油・化成品・セメント類などの物資適合貨車（専用貨車）を主体とした拠点間直行輸送のみとなり、数多くの貨物取扱駅が廃止されて、多くの専用線も使命を終えた。

また列車種別についても、解結貨物列車や快速貨物列車、地域間急行貨物列車、急行貨物列車など、多数の種別が存在していた貨物列車は、1986年までに専用貨物列車と高速貨物列車の2種類のみに減少した。

日本の国土は山岳地帯が多い上に降水量が多く地盤が軟弱であり、さらに地形が入り組んでいるため勾配や曲線区間が多いなど鉄道に向くとは云えない条件が揃っていた。
また、工業地帯が臨海部に集中し、鉄道規格も軌間が1067 mmの狭軌であることなど、欧米に比べて制限が厳しい。このため貨物列車は他の輸送機関に対して競争力が低かった。

モーダルシフトの取り組みの一環として、佐川急便はJR貨物と共同でM250系貨物電車「スーパーレールカーゴ」を開発し東京 - 大阪間の深夜高速輸送を行っている。2010年代以降は、ドライバーの人手不足から貨物輸送をトラックから鉄道に切り替える動きが進んでおり、2017年に日本貨物鉄道（JR貨物）が発足以来初となる鉄道事業の黒字化を達成した。ただし、この黒字化はJR貨物の公共性と厳しい経営状況に対する配慮から旅客鉄道会社に支払う線路使用料が低廉化されていることを考慮する必要がある。

2022年時点、日本で最長距離を走破する貨物列車は札幌 - 福岡間のコンテナ専用列車（定期列車では、北行が2070列車 - 3099列車 - 99列車。南行が98列車 - 3098列車 - 2071列車）で、北海道の農産物などを積載して札幌貨物ターミナル駅を発ち、青函トンネルから本州に入り日本海縦貫線、東海道本線、山陽本線を経由して九州福岡県の福岡貨物ターミナル駅までの2127.7 kmを約40時間余りで走破する。

営業区間 
日本ではJR貨物がJR旅客鉄道各社、および整備新幹線開業による並行在来線を転換した第三セクター鉄道会社の保有する線路（路線）の多くを借受ける形で第二種鉄道事業者として営業している。また一部区間での特殊な事例として、JR貨物が輸送する路線と接続するごく少数の私鉄（秩父鉄道、三岐鉄道、西濃鉄道のほか、工場地帯の臨海鉄道各社など）や大井川鐵道井川線、化学工場・製紙工場などに引き込まれている専用鉄道が、末端部の輸送を受け持っている。
なお、奈良県・和歌山県・島根県・徳島県・高知県・長崎県・沖縄県の7県に貨物列車は走っていない。

かつて鉄道は旅客と貨物をともに営業し、駅の貨物扱いも通常業務であった。中小私鉄はもとより、大手私鉄でも狭軌線で、明治・大正時代に未電化（蒸気機関車）で開業した歴史を有す東武鉄道、西武鉄道、名古屋鉄道、南海電気鉄道などの会社は、旅客列車の合間に貨物列車を多く運行した。戦後はモータリゼーションの進展に伴うトラック輸送の普及、前述の1984年の貨物列車の方式変更および中小私鉄の路線自体の廃止によって多くの会社で貨物列車が廃止・縮小された。大手私鉄で最後まで貨物営業した東武も2003年に貨物列車が全廃され、大手私鉄で自社または乗り入れ先事業者関連の車両輸送を除いて貨物列車を運行している会社は存在しない。

混合列車 
混合列車（こんごうれっしゃ）は1本の列車に客車と貨車の両方を連結する運行形態である。英語"Mixed train"より「ミキスト（またはミクスト）」とも呼ばれる。ローカル路線においては機関車の車両数や乗務員・駅員数に幹線のような余裕がないケースが多く、別個の列車により運行するより1本の列車にまとめた方が合理的な面がある。

一方で貨車の入換作業に時間を要するため、途中駅での停車時間を多く確保する必要がある。その分、速達性が損なわれ、貨車の両数により客車がホームを外れ、客車の連結位置により機関車から熱源を供給する列車暖房が使用できなくなることもある。かつての客車の暖房は機関車から供給される蒸気を使用していたが、客車と機関車の間に引き通し用の蒸気管を持たない貨車が入ることで暖房用蒸気の供給ができなくなる。肥薩線などのように機関車の次位に客車を連結してその後に貨車を連結した例もあるが、この場合は入換作業が不便となる。北海道や東北地方では蒸気管が使えない場合、ダルマストーブやウェバスト式、五光式など独立式の暖房装置を用いていた。

必ずしも客車列車によるものとは限らず、貨物が僅少な路線の場合、宮之城線や旭川電気軌道など一部ローカル私鉄のように電車や気動車が貨車を牽引した例もある。この場合は駅での入換は客を乗せたまま行うことになる。貨物が中心の鉄道では、福知山線支線となり1981年に旅客営業が廃止された塚口駅 - 尼崎港駅間の通称尼崎港線など、貨物列車の最後尾にごく少数の客車を連結している例も見られた。

日本の普通鉄道では1987年の三菱石炭鉱業大夕張鉄道線の廃止とともに消滅したが、その後に運転された「カートレイン」も客車と貨車を併結した形態の列車である。ワキ8000形のように貨客両用という車両も存在したが、この場合の「客」は荷物列車で乗客を乗せていない。2010年代以降は宅配業者との連携で一般列車に荷物を混載して運行する事例も増えている。

このほか、鋼索鉄道で近鉄西信貴鋼索線のコ7形が、貨物車であるコニ7形を連結可能で、立山ケーブルカーも貨車を連結して運転することがある。