城市軌道交通
，是城市公共交通系統中的一個重要組成部分，泛指在城市中沿特定鐵軌運行的公共交通工具。
城市轨道交通系统是对此一系统的现象进行描述的命名方法，“城市”指在人口稠密的城市地区，“轨道交通”是指以轨道形式为主的交通模式，其中又包括了通勤铁路、地鐵、捷運、轻轨、單軌鐵路、有軌電車、导向巴士、纜索鐵路及索道（可能亦包括無軌電車）等多种类型。
城市轨道交通在中国大陆的定義是：“采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。”
大多數的城市軌道交通系統都建造於地底之下，故多稱為「地下鐵路」，或簡稱為地鐵、地下鐵。由於為了配合修築的環境，也有地面及地上的路段存在，因此通常涵蓋了都會地區各種地底與地面上的高、中運量交通運輸系統。
在臺灣，高運量與中運量的城市軌道交通系統通常被稱為「捷運」（MRT），用法類似於地鐵，是為了區別臺灣鐵路的地下化區段而新創之詞彙，與運能較低的輕軌運輸（LRT）相對。馬來西亞的捷運也是類似的用法。但在中國大陸或香港，「捷運」一般是指旅客捷運系統。
通勤鐵路一般是指利用現有的城際鐵路改建升級，使之能提供短距離運輸服務之路線，但沒有十分明確之定義，在部分鐵路發達的國家與地鐵之界線十分模糊。例如香港的港鐵東鐵綫是重型鐵路系統，服務對象同時包括短距離通勤乘客和中長距離的跨境乘客。日本各都會區鐵道路線，如東海道線，服務對象也同時包括短距離通勤乘客和中長距離跨縣的城際乘客，更甚者會與地下鐵路作直通運轉，但也有專門用於通勤的路線，如山手線。2000年後的台灣鐵路亦開始推行「捷運化」，逐漸納入城市軌道交通的一環，不再僅以服務中長程運輸為主。
「輕軌」與「地鐵」的區分方式在於路線適應能力的不同，「輕軌」指具備和汽車混合行駛能力的城市軌道交通系統，而「地鐵」指不具備和汽車混合行駛能力的城市軌道交通系統。輕軌電車由於可以與其他交通工具共同使用道路路面，因此有時習慣上可能不被算在城市軌道交通系統範圍之內。但是隨著現代公共交通技術的發展，也有越來越多的城市採用有軌電車或輕軌混合的方式，在腹地寬廣的地方與汽車共用道路路面，在腹地狹窄的地方則單獨使用高架軌道，根據具體情況靈活設站，兩者的分界也越來越模糊。港鐵便包括一個擁有十二條路綫的輕鐵系統。 然而在中國大陆地區，修建於地上或高架橋上的城市軌道交通系统及国铁通常可能被错误地稱為「輕軌」，如广珠城际铁路、武汉地铁1号线。2015年，高雄捷運環狀輕軌部分路段通車，成為台灣第一條通車的輕軌路線。
在汽車技術成熟、普及之前的十九世紀末至二十世紀，有軌電車曾經是城市內部公共交通的主力，基本上是輕軌運輸系統分類下面的一種。在中国，有轨电车曾经相当普及，大中城市如上海、北京、天津、广州、哈尔滨、沈阳、长春、大连、鞍山等均有建设。1949年后，大量有轨电车系统被拆除，仅有长春、大连的有轨电车还保留或改建，作为普通（非观光）市内公共交通工具。进入二十一世纪，中国大陆又重新开展了新一轮的有轨电车建设，包括南京、珠海、沈阳、淮安、苏州、上海、北京、佛山等大、中、小城市均开始了有轨电车建设。一些规模中等的首府城市，例如海口、拉萨，也将有轨电车作为城市轨道交通规划的首要选项。而於香港港島運行的電車全部採用雙層電車，為全球現存唯一全數採用雙層電車的電車系統。
單軌鐵路是一種新型的運輸工具。其適應性高：爬坡能力強、轉彎半徑小、視覺衝擊低，但運能則相對較低。故此常用於人口非常密集的都市核心區或地理限制較大的近郊地區作擴大鐵路服務範圍之用，規模中等的城市也可作為鐵路網的骨幹。例如日本的東京單軌電車、馬來西亞的吉隆坡單軌列車、新加坡的聖淘沙捷運及中国大陆重庆市重庆轨道交通二号线和三号线。
世界上首條地下鐵路系統是在1863年開通的英國倫敦大都會鐵路，是為了解決當時倫敦的交通堵塞問題而建。當時電力尚未普及，所以即使是地下鐵路也只能用蒸汽機車。由於車輛釋放出的廢氣對人體有害，所以當時的隧道每隔一段距離便要有和地面打通的通風槽。
絕大多數的城市軌道交通系統都是用來運載市內通勤的乘客，而在很多場合下城市軌道交通系統都會被當成城市交通的骨幹。通常，城市軌道交通系統是許多都市用以解決交通堵塞問題的方法。 美國的芝加哥曾有用來運載貨物的地下鐵路；英國倫敦亦有專門運載郵件的地下鐵路。但兩條鐵路已先後在1959年及2003年停用。 在戰爭（如第二次世界大戰）時，地下鐵路亦會被用作工廠或防空洞。不少國家（如韓國）的地鐵系統，在設計時都有把戰爭可能計算在設計內，所以無論是鐵路的深度、人群控制方面，都同時兼顧日常交通及國防的需要。 有些地方的地下鐵路建筑在地底下为的不单是避开地面的繁忙交通及房屋，还有为避免铁路系统受到户外的恶劣天气的破坏，負面教材有莫斯科地鐵地面線：4號及12號線，受到极端寒冷天气的肆虐导致维修费用已经远远高过地下线的建造及维修费用。
另外，城市轨道交通系統亦被用作展示國家在經濟、社會以及技術上高人一等的指標。例如前蘇聯的地下鐵路系統便以車站裝飾華麗出名，而朝鲜首都平壤的地下鐵路系統亦有堂皇的裝飾。
部分軌道交通兼有觀光用途，如東京百合海鷗號、上海外滩观光隧道等。
最初的城市軌道系統車廂是木製的，後來改為鋼製以減少火災發生造成的危險。自1953年開通的多倫多的地下鐵路，車廂開始再改良為鋁製，有效減少維修成本和重量。
很多地下鐵路行走的隧道，都比在国铁上的更小；所以一般而言地下鐵路的列車體積一般比較小。有時隧道甚至能影響列車的形狀設計，例如倫敦地鐵的部份列車便是。
大部份的城市軌道系統都是使用動力分散式（即使用動車車廂，每一節車廂都擁有自己的動力），而不使用動力集中式。如果使用動力集中式，經常出現推拉運作。
大多數均需要司機駕駛，但近年部份較為先進的國家開始引入列車自動操作系統。在倫敦、巴黎、台北、高雄、新加坡和香港、上海等地的個別線路上，司機僅負責啟動、開關門等的簡單操作而毋需控制列車。現在部分路線更能做到全自動駕駛，車上無須司機操作列車，由控制中心的電腦集中控制，以節省人力成本，例如溫哥華Skytrain、新加坡地鐵、文湖線等。
一般的城市軌道系統使用鐵軌和金屬車輪。但近年來亦有系統使用混凝土路軌或橡膠車輪（和一般機動車相近），或兩者兼用。
城市軌道交通系統的運營方式可大致分為兩種。一是由政府或自治團體來興建、營運，被稱為公營。另一個則是由民營企業興建、營運，是為民營。同時還存在著第三種營運方式，經營者雖然是民營企業，但出資者則是公營團體，即PPP模式，這在歐洲和日本較常見。
由於興建城市軌道交通需要大量資金，主要資金來源為政府提供，或向銀行借貸。自香港鐵路有限公司以地產（主要為車站／車廠上蓋發展為地產項目）補助鐵路營運模式獲得成功後，各地已有不少城市軌道交通公司仿效（如深圳地鐵集團）。這種模式以政府提供車站及／或車廠地皮，作交通系統的興建資金來源，由城市軌道交通公司尋找地產開發公司合作開發上蓋項目。
目前大多數國家的軌道交通票價是按照乘坐距離（或依里程劃分不同區間）來決定的，搭乘愈遠需付的票價愈高。在一些歐洲國家如英國、德國等，軌道交通的票價採取地域制，以某地方為中心，向外輻射來劃定收費區，按收費區計價。對於路線長度較短的系統和社會主義國家，如莫斯科地鐵和以前的北京地鐵軌道交通系統的票價無論時間還是乘車長度的長短都是定額的。很多國家組織了交通營運聯合體，軌道交通系統與其他大眾運輸工具進行票證整合，軌道交通系統的車票在其他交通工具（如公共汽車或地區鐵路）上也能使用。
很多城市軌道交通系統導入了自動收費系統，這樣可節省大量人工，節省運營成本。只要插入專用車票或IC卡，自動收費系統的驗票閘門就可自動放行。在日本，城市軌道交通系統的自動收費裝置還有諸如自動判定票的餘額是否不足與判定使用次數等智慧功能。
另外在德國和奥地利等國，軌道交通系統營運採用實行「自助餐制」（信用乘车方式）。全面廢止在車站內驗票，而是在車內進行突擊驗票。在這個情況，若是逃票要繳交正常票價8倍以上的高額罰款（這些國家內的其他市内交通機關也施行同樣的制度）。若境外遊客逃票超過一定次數，甚至會影響該遊客的誠信檔案以至於無法成功辦理第二次簽證。
由於都市內交通運輸擁塞，大眾普遍要求「不需要太長等候時間就能搭乘」。為此列車的運行間隔通常被設定10分鐘以下，莫斯科在交通尖峰時段更是一分鐘就有一班次。但在一些较长或客流量少的线路班距可在10分钟以上，如大连快轨3号线低峰时段、台北捷運小碧潭支線全日等。
絕大多數的路線均是各站皆停。但通勤鐵路或部分路線長度較長的地鐵，會有開行快車，快車會不停一些較小型的車站，如广州地铁21号线、北京地铁6号线等。 世界的大部分的軌道交通線路，從早晨6點營運到凌晨12點左右。通常於早晨4點至7點發首班車，晚上10點至凌晨1點發末班車。芝加哥和纽約是少數的例外，24小時通宵營運。