Xe lửa bọc thép là một đoàn tàu được bảo vệ bằng lớp giáp kiên cố. Đoàn tàu bọc thép thường bao gồm các toa xe lửa trang bị pháo và súng máy. Chúng được sử dụng chủ yếu trong thời gian cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 nhằm cung cấp một kiểu đổi mới nhanh chóng di chuyển số lượng lớn hỏa lực. Hầu hết các quốc gia đều ngưng việc sử dụng chúng vì phương tiện đường bộ ngày càng trở nên mạnh hơn và linh hoạt hơn, và các đường tàu đã chứng tỏ rất dễ bị phá hoại cũng như các cuộc không kích. Tuy nhiên, Liên bang Nga vẫn sử dụng những đoàn tàu lửa bọc thép cải tiến trong Chiến tranh Chechnya lần thứ hai vào năm 1999-2009. Những toa xe trên một đoàn tàu bọc thép được thiết kế cho nhiều nhiệm vụ. Vai trò tiêu biểu bao gồm: Các loại giáp khác nhau đều được sử dụng để bảo vệ khỏi những đợt tấn công từ xe tăng. Ngoài những tấm kim loại khác nhau, bê tông và bao cát còn được sử dụng trong một số trường hợp dành cho đoàn tàu bọc thép cải biến. Đoàn tàu bọc thép có đôi lúc được hộ tống bởi một loại đường tàu xe tăng gọi là draisine. Một trong những ví dụ là xe đẩy bọc thép 'Littorina' có một buồng lái ở phía trước và phía sau với một bộ điều khiển có thể lái đường ray theo hai hướng. Littorina còn gắn thêm hai ụ súng máy 7.92mm MG13 từ xe tăng hạng nhẹ Panzer I. Xe lửa bọc thép từng được đưa vào sử dụng trong thế kỷ 19 qua cuộc nội chiến Hoa Kỳ (1861–1865), chiến tranh Pháp-Phổ (1870–1871), chiến tranh Boer lần thứ nhất và thứ hai (1880–1881 và 1899–1902). Trong chiến tranh Boer thứ hai, Winston Churchill, hồi ấy là một phóng viên chiến trường đang đi du lịch trên một chuyến tàu bọc thép vào ngày 15 tháng 11 năm 1899, thì cả đoàn tàu bị một đội biệt kích Boer dưới sự chỉ huy của Tướng Louis Botha phục kích. Quân Boer bắt giữ Churchill và nhiều người trong đội ngũ nhân viên đoàn tàu nhưng nhiều người khác đã trốn thoát, bao gồm cả những thương binh tiếp tục điều khiển đầu máy xe lửa. Đầu thế kỷ 20, người Nga đã sử dụng đoàn tàu bọc thép trong cuộc chiến tranh Nga-Nhật. Xe lửa bọc thép còn được dùng trong cuộc cách mạng México (1910–1920) và Thế chiến I (1914–1918). Việc sử dụng chuyên sâu nhất của đoàn tàu bọc thép là trong cuộc nội chiến Nga (1918–1920). Nội chiến Tây Ban Nha thì ít khi phải dùng đến xe lửa bọc thép, mặc dù Thế chiến II (1939-1945) lại thấy nhiều hơn. Người Pháp đã sử dụng chúng trong suốt chiến tranh Đông Dương lần thứ nhất (1946–1954), và một số quốc gia từng sở hữu đoàn tàu bọc thép trong chiến tranh Lạnh. Lần sử dụng cuối cùng trong chiến đấu dường như từng hiện diện trong cuộc chiến tranh Nam Tư vào những năm 1990. Trong Thế chiến I phía Nga đã sử dụng một sự kết hợp giữa các đoàn tàu bọc thép hạng nhẹ và nặng. Đoàn tàu hạng nặng lắp đặt các khẩu pháo 4.2 inch hay 6 inch, đoàn tàu hạng nhẹ được trang bị pháo 76.2mm. Đế quốc Áo-Hung còn tung các đoàn tàu bọc thép ra chiến trường chống lại Ý trong Thế chiến I. Xe lửa bọc thép của Hải quân Hoàng gia Anh được trang bị bốn hải pháo QF 6 inch và một khẩu hải pháo QF 4 inch dùng nhằm yểm trợ lực lượng viễn chinh Anh trong giai đoạn mở đầu trận đánh Ypres lần thứ nhất vào tháng 10 năm 1914. Các đạo quân nước ngoài can thiệp vào nội tình nước Nga như Lê dương Tiệp Khắc cũng sử dụng tàu bọc thép trang bị vũ khí hạng nặng để kiểm soát độ dài rộng lớn của tuyến đường sắt xuyên Xibia trong cuộc nội chiến Nga vào cuối Thế chiến I. Lực lượng Bolshevik trong cuộc nội chiến Nga đã sử dụng một loạt đoàn tàu bọc thép. Nhiều cái được người dân địa phương làm ngay được, số khác thì được các kỹ sư hàng hải xây dựng nên tại các nhà máy Putilov và Izhorskiy. Kết quả là các đoàn tàu dao động từ chẳng khác gì một cái sàn phẳng đắp bao cát công sự xung quanh cho đến các đoàn tàu bọc thép trang bị vũ khí hạng nặng được sản xuất bởi các kỹ sư hàng hải. Một nỗ lực nhằm chuẩn hóa việc thiết kế từ tháng 10 năm 1919 chỉ đạt được thành công hạn chế. Vào cuối cuộc chiến lực lượng Bolshevik đã có 103 đoàn tàu bọc thép đủ mọi chủng loại. Người Estonia cũng xây dựng năm đoàn tàu bọc thép trong cuộc chiến tranh giành độc lập tại nước này và được đặt dưới quyền chỉ huy của Johan Pitka. Sau khi Thế chiến I kết thúc nhu cầu sử dụng các đoàn tàu bọc thép bị giảm sút. Chúng còn được sử dụng ở Trung Quốc vào thập niên 20 và đầu thập niên 30 trong cuộc nội chiến Trung Quốc, đáng chú ý nhất chính là quân phiệt Trương Tông Xương đã đích thân tuyển mộ những kẻ tị nạn người Nga để cung cấp nhân sự điều khiển đoàn tàu phục vụ cho mục đích quân sự của mình. Trong Thế chiến II Ba Lan đã sử dụng đoàn tàu bọc thép rộng rãi khi Đức Quốc xã xâm lược Ba Lan. Một nhà quan sát lưu ý rằng "Ba Lan chỉ có vài đoàn tàu bọc thép, nhưng các sĩ quan và binh sĩ của họ đã chiến đấu rất tốt. Một lần nữa và một lần nữa họ bất chợt xuất hiện từ lùm cây trong rừng dày, làm rối loạn hàng ngũ quân Đức". Một khía cạnh được đánh giá đúng của rất nhiều đoàn tàu bọc thép của Ba Lan đã được triển khai trong cuộc chiến tranh Phòng thủ Ba Lan vào năm 1939 là khi máy bay Đức tấn công các tuyến đường sắt thì nó thường theo dõi các đoàn tàu. Điều này lần lượt nhắc nhở Đức Quốc xã phải giới thiệu lại đoàn tàu bọc thép vào quân đội riêng của mình. Về sau người Đức còn sử dụng chúng với một mức độ nhỏ trong Thế chiến II. Tuy vậy, họ đã giới thiệu mẫu thiết kế quan trọng có tính chất linh hoạt và được trang bị tốt, bao gồm cả các toa xe là nơi đặt tháp pháo phòng không, hoặc được thiết kế để bốc dỡ xe tăng và toa xe có giáp bảo vệ hoàn chỉnh với một khẩu pháo/lựu pháo giấu kín. Trong cuộc Tổng khởi nghĩa Slovakia, quân kháng chiến Slovakia đã sử dụng ba đoàn tàu bọc thép để mau chóng triển khai lực lượng của mình ra chiến tuyến. Xe lửa bọc thép với tên gọi "Hurban", "Štefánik" và Masaryk được xây dựng tại nhà máy đường sắt Zvolen, và bảo quản ở gần Lâu đài Zvolen. Liên Xô sở hữu một số lượng lớn đoàn tàu bọc thép vào đầu Thế chiến II nhưng nhiều cái đã bị mất vào năm 1941. Xe lửa được xây dựng sau chiến tranh có xu hướng được trang bị tháp pháo xe tăng T-34 hay sê-ri KV. Số khác được trang bị như những khẩu đội pháo phòng không chuyên biệt. Một số ít thì được trang bị thành khẩu đội pháo hạng nặng thường sử dụng nhưng khẩu pháo lấy từ tàu thuyền. Canada trong một thời gian ngắn cũng sử dụng một đoàn tàu bọc thép tuần tra bờ biển Thái Bình Dương và bảo vệ chống lại một cuộc xâm lược có thể xảy ra từ phía Nhật Bản.. Mười hai đoàn tàu bọc thép đã được thành lập tại Anh vào năm 1940 như một phần của công tác chuẩn bị để đối mặt với một cuộc xâm lược của Đức; lúc đầu chúng được trang bị loại pháo QF 6 pao 6 cwt Hotchkiss vào sáu súng máy hạng nhẹ Bren. Toàn bộ đều do đội ngũ kỹ sư Hoàng gia vận hành và binh sĩ trực thuộc Quân đoàn Thiết giáp Hoàng gia điều khiển. Vào cuối năm 1940 sự chuẩn bị bắt đầu trao lại các đoàn tàu trên cho Quân đội Ba Lan ở phía Tây hoạt động mãi cho đến năm 1942. Chúng tiếp tục được sử dụng ở Scotland và được điều hành bởi Vệ Quốc Quân cho tới khi cái cuối cùng rút khỏi vào tháng 11 năm 1944. một toa xe 6 pao từ một trong những đoàn tàu được bảo quản tại Bảo tàng xe Tăng Bovington. Một đoàn tàu bọc thép nhỏ chạy trên đường ray cỡ 15-inch tại Công ty Đường sắt Romney Hythe và Dymchurch. Trong cuộc chiến tranh Đông Dương lần thứ nhất, Liên hiệp Pháp đã sử dụng đoàn tàu bọc thép và vũ trang "La Rafale" đóng vai trò như một đoàn tàu chở hàng và đơn vị quân giám sát di động. Vào tháng 2 năm 1951, Rafale đầu tiên phục vụ trên tuyến Sài Gòn-Nha Trang, Việt Nam, trong khi từ năm 1947 đến tháng 5 năm 1952 cái thứ hai được hộ tống trên tàu bởi quân đội Campuchia thuộc lực lượng BSPP ("Brigade de Surveillance de Phnom Penh") dùng trên tuyến Phnôm Pênh-Battambang, Campuchia. Năm 1953 cả hai đoàn tàu đã bị quân du kích Việt Minh tấn công đồng thời phá hủy hay nổ mìn cây cầu đá khi đi ngang qua. Quân đội của Fulgencio Batista cũng vận hành một đoàn tàu bọc thép trong cuộc cách mạng Cuba mặc dù nó đã bị trật bánh và bị phá hủy trong trận Santa Clara. Đối mặt với hiểm họa của các cuộc đột kích vượt biên giới từ phía Trung Quốc trong cuộc chia rẽ Trung-Xô, Liên Xô đã phát triển đoàn tàu bọc thép vào đầu những năm 1970 để bảo vệ tuyến đường sắt xuyên Xibia. Theo các báo cáo khác nhau đã có bốn hoặc năm đoàn tàu được xây dựng. Mỗi tàu có mười xe tăng chiến đấu chủ lực, hai xe tăng lội nước hạng nhẹ, một số pháo phòng không, cũng như một số xe bọc thép chở quân và xe cung cấp thiết bị cho sửa chữa đường sắt. Chúng đều được lắp đặt trên những toa trần mở rộng hoặc trong những chiếc xe ô tô ray đặc biệt. Các bộ phận khác nhau của đoàn tàu được bảo vệ với lớp giáp dày 5–20 mm. Những chuyến tàu đã được quân đội Liên Xô sử dụng nhằm đe dọa các đơn vị bán quân sự quốc gia vào năm 1990 trong giai đoạn đầu của cuộc chiến tranh Nagorno-Karabakh. Một xe lửa bọc thép cải tiến đặt tên là "Đoàn tàu tốc hành Krajina" ("Krajina ekspres") đã được sử dụng trong chiến tranh ở Croatia (một phần của cuộc chiến tranh Nam Tư) vào những năm đầu thập niên 1990 bởi quân đội của nước Cộng hòa Serbia Krajina (một nước cộng hòa tự xưng của người Serb sống trong Croatia nhằm tìm cách ở lại Nam Tư). Bao gồm ba toa xe chiến đấu và ba toa xe vận tải nối vào phía trước để bảo vệ nó khỏi vụ nổ mìn, đoàn tàu mang một M18 Hellcat với một khẩu pháo 76mm, một khẩu Bofors 40mm, 20mm, một đôi súng phóng tên lửa 57mm và một súng cối 120mm, cộng thêm vài khẩu súng máy từ 12.7 đến 7.62 mm. Trong cuộc vây hãm Bihac vào năm 1994, có đôi lúc đoàn tàu này bị tấn công với súng phóng lựu chống tăng và pháo 76mm rồi bị trúng một tên lửa 9K11 Malyutka, nhưng thiệt hại khá nhỏ, hầu hết đoàn tàu đều được phủ bằng những tấm cao su dày khiến đầu đạn của tên lửa phát nổ quá sớm khó mà gây ra bất kỳ thiệt hại thực tế nào. Đoàn tàu đã bị đội ngũ nhân viên phá hủy vì sợ rằng nó sẽ rơi vào tay kẻ thù trong chiến dịch Bão Táp, cuộc tấn công của quân đội Croatia đã tràn qua Srpska Krajina. Quân đội Cộng hòa Srpska cũng vận hành một đoàn tàu tương tự bị lực lượng Hồi giáo Bosnia trong đó có một chiếc xe tăng T-55 phục kích và phá hủy vào tháng 10 năm 1992 tại lối vào thị trấn Gradačac. Đống đổ nát hoang tàn này về sau đã được chuyển đổi thành một bảo tàng. Quân đội Croatia đã triển khai một đoàn tàu bọc thép gồm hai toa trần được xây dựng tại Split với một lá chắn bao gồm hai tấm, một cái dày 8mm và cái khác dày 6mm với khe hở 30-50mm được lấp đầy cát. Phương tiện còn được trang bị thêm súng máy 12.7 mm. Nhằm hướng tới việc kết thúc cuộc chiến tranh Lạnh, cả hai siêu cường đã bắt đầu phát triển tên lửa liên lục địa (ICBM) chạy bằng đường sắt gắn trên đoàn tàu bọc thép; Liên Xô triển khai các tên lửa SS-24 vào năm 1987, nhưng chi phí ngân sách và tình hình quốc tế thay đổi dẫn đến việc hủy bỏ chương trình này, với tất cả các tên lửa chạy bằng đường sắt cuối cùng đã bị ngừng hoạt động vào năm 2005. Một đoàn tàu bọc thép còn lại vẫn được sử dụng thường xuyên là của Kim Nhật Thành và Kim Jong-il, cái đầu tiên trước đây là do Liên Xô tặng và sau này được sử dụng nhiều cho các chuyến thăm chính thức Trung Quốc và Nga vì lãnh đạo Bắc Triều Tiên ngại đi máy bay. Xe điện bọc thép cũng tồn tại, mặc dù rõ ràng không phải nhằm mục đích chế tạo như một số đoàn tàu bọc thép. Hồng quân vừa thành lập đã sử dụng ít nhất một xe điện bọc thép khi chiến đấu tại Moskva trong Cách mạng tháng Mười năm 1917. Cuộc Tổng khởi nghĩa Slovakia còn được biết đến nhiều hơn với đoàn tàu bọc thép như mô tả ở trên đã được sử dụng ít nhất như một ví dụ tạm thời.