スイッチバックとは、険しい斜面を登坂・降坂するため、ある方向から概ね反対方向へと鋭角的に進行方向を転換するジグザグに敷かれた道路又は鉄道線路である。またそうしたスイッチバック設備（道路、鉄道線路）を走行する運転行為をスイッチバックと呼ぶことがある。さらに、勾配であるかどうかにかかわらず、分岐器を設けて二つの線路を接続し、列車をその接続点で折り返し運転するために設けられた駅や信号場をスイッチバック式停車場（スイッチバック駅/信号場）と呼ぶことがある。Switchback stationの類語として折り返し駅 (reversing station) があるが、折り返し駅 (reversing station) の場合は「列車が継続して先に進むために敷設された、進行方向を反転しなければならない場所」を指す。

概要 
スイッチバックとは、急斜面を登るために多数（または複数）の鋭角カーブを有するジグザグに敷かれた道路または鉄道線路、または上下（縦方向）にうねった軌道であり、主に米国で用いられる。北米英語でのswitchbackには、hairpin bend（180度の急カーブ）の意味もある。イギリス英語や旧語でのswitchbackは、roller coaster（ジェットコースター）を指す。いずれの場合も、switchbackを行為の表現で用いる場合は「（縦方向・横方向に係わらず）ジグザグに進む動作」である。

日本語の主な国語辞書においても、「スイッチバック」はおおむね「急勾配を伴う地形における折り返し式（ジグザグ運転を伴う）鉄道線路」の意味が記載されている。日本の鉄道書籍においても同様の例が見られ、青木栄一は、自著の中で「スイッチバック線」「スイッチバック駅」を「後退と前進を伴うもの」としている。

一方、停車場の分類としてスイッチバック停車場と折り返し停車場を別個に記載している例があるものの、勾配地の如何によらず分岐器を設けて線路を鋭角的に接続し列車を2線路の接続点で折り返し運転するために設けた停車場を「スイッチバック式停車場」と称する例もある。日本では世界でも屈指の勾配である箱根登山鉄道が有名で、列車の進行方向が変わるたびに車掌と運転士が持ち場を交代する光景が見られる。

また日本の鉄道趣味誌では、平地において線路敷設の経緯などから折り返しとなるような線路配置となったものを指して「都市形スイッチバック」や「平地形スイッチバック」などの語句の使用例もある。

なお、日本の古書では、スイッチバックを「鋸歯軌道」と記載している鉄道工学書籍が見られる。

スイッチバックの分類 

スイッチバックの分類方法は、その構造や歴史的経緯などから様々である。大島登志彦は、スイッチバックを設置形態別に4種類に分類している。

 通過不可能形
 勾配に伴って建設されるもので、本線上で列車の進行方向を逆転させる構造となっており、スイッチバックが設置されている停車場に停車せずに通過することはできない。2回折り返しをするスイッチバックの場合、アルファベットのZの字の形に登坂していく。大きな標高差を稼ぎやすいが、本線上の逆走（後退）が必要で、逆機や推進運転などの物理的な無理も生じること、通過列車の運転上の効率が悪いといった欠点があり、幹線には不向きであるとされ、各駅停車の旅客列車での運行が中心の地方交通線向きである。
 通過可能形
 勾配上にある本線から折り返し線が引き出されており、その折り返し線上に停車場が設けられている形態である。このため、停車場に停まらない列車は折り返しをせずに本線上を通過することができる。
 通常、折り返し線と反対向きに引上線（突っ込み線）を設ける。停車する列車はこの引上線を使って停車場との出入りを行うが、その際、機関士・運転士は本線運転時の運転台を離れずに徐行で後退する。
 通過不可能形に比べて列車の運行効率がよいため、幹線向きである。開通当初に駅・信号場のなかった場所に折り返し線を追加する形で設置されることもある。機関車牽引の列車が電車（気動車）化されて勾配上での列車の停車・発進に問題がなくなったり、駅ごとに停車と入換を繰り返す車扱貨物列車が廃止されたりすると、本線上にプラットホームを移設することで多くが廃止されている。
 折り返し形
 単にその地点で列車が折り返すだけの構造で、箱根登山鉄道の例のように山岳地帯に伴うものと、線路の建設時の経緯による平地形（都市形）スイッチバックのものがある。
 機関車牽引列車では進行方向が替わるたびに機関車交換または機回しを行って機関車を先頭に付け替え、プッシュプル列車を含む編成の両端に運転台のある列車では、折り返し後に先頭となる運転台へ運転士が移動する。このため、折返し後でも運転扱いは逆走（後退）とはならない。

 終着駅形
 路線の終着地点において、一段高いところ、あるいは低いところに駅を設置する目的で、折り返しとなる設備を設置したものである。

これ以外の分類方法として、例えば祖田圭介は、まず山岳スイッチバックと都市形スイッチバックに大別した上で、本線の単線・複線の別、折り返しの回数、通過の可否、設置上の特徴などでより細かく分類している。

長所・短所 
スイッチバックの長所としては、同じく勾配の克服技術であるループ線に比べて路線の距離を短縮でき、工費も工期も節約できるということが挙げられる。また、トンネルを建設することでも勾配を克服することができるが、古い時代の土木技術では長大トンネルの建設は困難であり、峠越えに際してはできるだけ峠を登って高い位置に短いトンネルを設けることが求められたため、スイッチバックが採用される理由となった。これは一方で、長大トンネル掘削技術の進歩に伴って、新たに採用されるスイッチバックが減少するという結果にもつながっている。

スイッチバックの短所は、以下の様な多くの制限を受け得ることである。
 列車の長さが折り返し部分の線路の有効長によって制限を受ける。
 折り返しを繰り返すために、所要時間が延びる。

スイッチバック式停車場 

スイッチバック式停車場 (switchback station) は、急勾配の登坂目的で設置されたスイッチバック設備の途中に設けられた鉄道駅（停車場）のことである。このスイッチバック式停車場には、従来の勾配上の駅に設置されたスイッチバック式停車場の技術に準じ、勾配の有無によらず、分岐器を設けて線路を鋭角的に接続し列車を2線路の接続点で折り返し運転するために設けられた鉄道駅（停車場）も含めている。

主な駅 
 アメリカ合衆国
 グレート・ノーザン鉄道のカスケード (Cascade) に1900年まで8箇所のスイッチバックが存在、カスケードトンネルによって置き換えられ、その後さらに長いトンネルに置き換えられた。
 キャス・シーニック鉄道 (Cass Scenic Railroad)、ウェストバージニア州 (West Virginia) - 2箇所のスイッチバックと11%の勾配、使用中
 アルゼンチン
 エル・アリザール（ベルグラーノ将軍鉄道C-13/C-14線・サルタ・アントファガスタ鉄道）
 チョリージョス（ベルグラーノ将軍鉄道C-13/C-14線・サルタ・アントファガスタ鉄道）
 インド
 ダージリン・ヒマラヤ鉄道 - 全部で6つのスイッチバックがあり、多くは開業当時からのものであるが、1940年代に1つ追加され、さらに少なくとももう1つが暴風雨による被害の対策として一時的に設置されていた。
 オーストラリア
 カラムンダ・スイッチバック (Kalamunda Zig Zag) - 2回折り返し
 ラプストン・スイッチバック (Lapstone Zig Zag) - 2回折り返し
 リスゴー・スイッチバック（Lithgow Zig Zag、Zig Zag Railway）
 マンダリン・ウェア・ブランチ鉄道 (Mundaring Weir Branch Railway)
 中華人民共和国
京包線 青龍橋駅
博林線 石門子駅
 台湾
 阿里山森林鉄路
 大韓民国
 嶺東線興田駅・羅漢亭駅 - 2012年6月27日にソラントンネル経由の新線に切り替えられ廃止。2014年に「チューチューパーク」(韓国語版)として観光鉄道化された。
 ドイツ
 使用中
 ラウエンシュタイン (Rauenstein) - ヒンターラント線 (Hinterlandbahn)
 ラウシャ (Lauscha) - ゾンネベルク (Sonneberg) - プロブスツェラ (Probstzella) 線
 エルンストタール・アム・レンシュタイク (Ernstthal am Rennsteig) - エルンストタール (Ernstthal) - プロプスツェラ (Probstzella) 間の廃止によって形成
 レンシュタイク (Rennsteig) - レンシュタイク線 (Rennsteigbahn) イルメナウ (Ilmenau) - テマル (Themar) 間
 ミハエルシュタイン (Michaelstein) - リューベラント線 (Rübelandbahn)
 ヴルツバッハ (Wurzbach) - ザールフェルト (Saalfeld) - ブランケンシュタイン (Blankenstein)
 使用停止
 シリングスフュルスト（Schillingsfürst）
 レンツキルヒ (Lenzkirch)
 エルム信号所 (Elm) - 現在はフリーデン - ゲーミュンデン線 (フルダ - マイン線) の信号所。1914年にフランクフルト - フルダ間ディステルラーゼントンネル (Distelrasen-tunnel) によって置き換わった。
 シュタインヘレ (Steinhelle) - メーデバッハ (Medebach) 間
 フランクフルト・アム・マインのマインシュピッツェ (Mainspitze) 駅、1846年から1848年まで、マイン・ネッカー鉄道 (Main-Necker-Eisenbahn) のフランクフルト仮ターミナルまで連絡するために使用された
 エルトバッハ (Erdbach) - ヴェスターヴァルトクヴェア線 (Westerwaldquerbahn)
 パキスタン
 カイバル峠
 フランス
 フロワシー・ドンピエール・ライト鉄道 (Froissy Dompierre Light Railway)
 ベトナム
 ベトナム鉄道公社南北線ダナン駅
 ペルー
 カクライ・スイッチバック - ペルー中央鉄道、9箇所のスイッチバック
 ペルー・レイル (PeruRail) のクスコ (Cuzco) - マチュ・ピチュ (Machu Pichu) 間、5箇所のスイッチバック
 日本
 日本のスイッチバック停車場を参照
 ミャンマー
 Thazi - Kalaw間に4箇所のスイッチバック

日本のスイッチバック停車場 
日本に現存するスイッチバックを、大島の4分類に分けて示す。

通過不可能形

通過可能形

折り返し形 
この形態のスイッチバックは勾配に伴うものと、路線の形成経緯によるものがあるが、勾配に伴うものは箱根登山鉄道の3駅・信号場程度であり、残りは後者によるもので、その形成過程には様々な要因が存在する。例えば、飯能駅や会津若松駅のように市街地に駅をつくるためや、既設の駅に乗入れるための線形上（頭端式ホーム）などの要因、遠軽駅や柏駅、新可児駅のように別々に形成された2路線が後に統合された例などがある。ヨーロッパの都市中央駅、ターミナル駅にはこのスタイルの駅が多い。

終着駅形 
 岩手石橋駅（岩手開発鉄道）：貨物専業路線のスイッチバック構造の終着駅。1992年までは旅客営業も行っていた。

かつてスイッチバックが存在した停車場

通過不可能形

通過可能形

折り返し形

終着駅形

加速線

概要 
スイッチバックに類似したものとして、「加速線」と呼ばれるものがある。

停車場自体が勾配上にあるか、停車場の構内を出た直後から勾配が続く場合、停車した列車が十分な加速をする前に上り勾配にかかってしまい、登坂に必要な力が得られない場合がある。このような場合、停車場の下り勾配側に水平（ないしは駅・信号場に向かって若干の下り勾配）の引上線を設置することがあり、これを「加速線」と呼ぶ。停車場から上り勾配方へ進行する列車は、いったん加速線に待避し、加速線上で十分な速度を得てから上り勾配に向かう。

停車場の下り勾配方のみに引上線があり、上り勾配方には引き込み線がないことが、通過可能形スイッチバックとの構造上の違いである。また、その性質上、加速線を利用するのは勾配を上る列車だけで、下る列車は利用しない。

太平洋戦争中、輸送力増強のために従来の停車場内の勾配を3.5 ‰以下とする建設規程を上回る勾配の場所にも行き違いのための信号場が増設される例が相次ぎ、その際にこの加速線を採用するところがあった。こうした信号場を戦時形信号場と呼ぶ。

加速線のあった駅・信号場 
 仁山駅（函館本線） - 加速線は保守用側線として現存。
 東山信号場（函館本線） - 信号場廃止後に仮乗降場・駅となり、2017年廃止。
 奥中山高原駅（IGRいわて銀河鉄道） - 東北本線の優等列車削減で現在は使用されていないが、中線に残っている。
 下牧信号場（上越線） - 1966年複線化に伴い廃止
 越後大沢信号場（上越線） - 現：大沢駅。1966年複線化に伴い廃止。
 新府信号場（中央本線） - 現：新府駅
 友田信号場（東海道本線） - 現：金谷駅 - 菊川駅間 2007年3月現在は築堤のみ残存している。明治時代の建設当時は、菊川から登坂してきた列車が失速して本線上に立ち往生してしまうケースが想定されたため、これに対応するために設置された。1949年の電化後まもなく廃止。
 呼野駅（日田彦山線） - 使用車両が1970年代に全て蒸気機関車からディーゼル機関車・気動車に交代した後、1983年に廃止された。
 167信号場（台湾の旧山線）- 既に廃止された。

一般営業線以外のスイッチバック 
一般営業されている路線ではない鉄道で、富山県において砂防工事に使用されている国土交通省立山砂防工事専用軌道には、2006年（平成18年）時点で38か所のスイッチバックが存在し、特に樺平連絡所付近は連続18段という類を見ない規模となっている。

通過不可能形スイッチバックの「段数」の数え方 
日本の鉄道においては慣習的に、スイッチバックの段数を数える際は折返設備の数ではなく、線路が敷設されている面を基準に初段を1として数える。一例として出雲坂根駅の場合、

「下部線路→（出雲坂根駅＝折返設備1）←勾配線路→（折返設備2）←上部線路」

となっているが、前述どおり線路が敷設されている面を数えるため、出雲坂根駅のスイッチバックは「3段式」となる。