Opprinnelsen til jernbanens navn er usikker. Det kan referere til sognet Tal-y-llyn, som inneholder den østlige endestasjonen, eller det kan komme fra innsjøen Tal-y-llyn, et stort brevann ved foten av Cadair Idris lengre østover. Sporvidden på på jernbanesporet er uvanlig og fantes kun på tre andre offentlige jernbaner i Storbritannia: den nærliggende Corris Railway (som ble opprettet tidligere enn Talyllyn), samt de etterfølgende Plynlimon and Hafan Tramway og Campbeltown and Machrihanish Light Railway.