地下鉄
フランクフルト地下鉄U5型U-Bahn(ウーバーン)と呼ばれるものが一般的に地下鉄と認識されている(同じドイツ語圏であるオーストリアでも同様)。他国の地下鉄と形態の近いUバーンは現在、ベルリン、ハンブルク、ミュンヘン、ニュルンベルクに存在する。これら4路線とも、第三軌条集電方式を採用している。
首都のベルリンに地下鉄を建設する案は1880年に浮上していたが、地下水が多く地下鉄には不適な地質だとされた。それが理由の反対運動によって計画が進まなかった。しかし建設技術の発達や他所での成功から建設推進の動きが活発化し、1902年にベルリン地下鉄が開業した。その後、1912年にハンブルクで開業。残る2都市は、東西分裂時代にいずれも西側で建設された。
シュタットバーン
一方、フランクフルト・アム・マイン、ケルン、シュトゥットガルト、デュッセルドルフ、エッセン等には、パンタグラフ集電の小型電車を使用したシュタットバーン(Stadtbahn:軽快電車網)の地下線が存在する。既存の路面電車を都心区間では主に地下化、郊外では専用軌道化することで高速化を図ったものである。北米でのライトレールに影響を与えた。なお、これらシュタットバーン地下鉄のトンネルや車両断面はベルリンなど同じ基準に従って設計されており、法制度上も地下鉄であるがU-シュタットバーン(U-Stadtbahn)として区別されることが多い。
1999年にテヘランで運行が開始されたテヘラン・メトロは、7路線を持つ鉄道網となっている。2010年代に入り主要都市で建設が進み、マシュハド、シーラーズ、イスファハーン、タブリーズで運行を開始している。
しかし内装材については、日本などの一部の国を除いては依然として可燃性の素材が用いられていることが多い。中には古い全木製の車両が使われている路線もある。なお、地下鉄の運転士は前面窓への明るい室内の映り込みを防ぐため、運転室と客室間の仕切り部分のカーテン(遮光幕)を閉めて運行する。また、地下鉄を名乗るが、地上区間に駅を持つ路線も存在する。
地下鉄車両の冷房化はそもそも欧州では必要なところが少ないが、それ以外の地域でも遅れていた。これには以下の理由がある。車内を冷房すればそれによって発生する熱とドレン水が車外に放出され、トンネルと駅が蒸し暑くなる。次に冷房用の電源(第三軌条や架線より低圧の交流電源が一般的)が必要であり、電動発電機を大容量のものに換えるか別に搭載する必要があり、その場所を確保できなかった。そもそも第三軌条を採用した地下鉄は車両限界が小さく、冷房装置を積むだけの空間も無かった。
しかし、技術の進歩によってこれらは解決された。大きな要因は、発電ブレーキから回生ブレーキへの進化で大容量の抵抗器が不要となったことと、制御方式に抵抗器を用いないサイリスタチョッパ制御やインバータによる可変電圧可変周波数制御(VVVF制御)が普及したことが挙げられる。これによって車両から熱源を無くすことが可能となり、さらに冷房用の電源を積むスペースもできた。その電源にも、電動発電機より小型の静止形インバータ(SIV)を採用することで、より省スペース化が進んでいる。冷房装置そのものについても小型・高効率化がすすみ、第三軌条集電の車両でも、その屋根に薄型のものを置けるようになったことから、大阪市営地下鉄の10系(1979年)を皮切りに採用が始まっている。
パリ
この中でも首都のパリは14本の地下鉄路線を持っており、フランスでは飛びぬけている。パリの路線では1から14号線まである路線のうち1、4、6、11、14号線の5路線が金属車輪とゴムタイヤを併用した案内軌条式鉄道であり、14号線では無人運転に加え、安全対策のためホームドアが設置されている。パリではこれらの路線は総称して「メトロ」と呼ばれている。
パリにはメトロ以外にもRER(首都圏高速鉄道)と呼ばれる地下線で都心に直通する鉄道網が存在している。地下鉄とは別個のシステムであるが、都心部ではRERも地下鉄のネットワークの一部として利用されており、都心部のみの利用ならば運賃もメトロの路線と共通の均一料金で利用できるため、パリの地下鉄の一部として扱える存在である。RERは5路線あり、路線毎にRATPとSNCF担当に分かれているが、料金は共通である。
一般に地下を掘って構造物を造る工事は費用がかさむため、特に郊外の区間において高架区間や地上区間を併用することが一般的である。勾配も車両の性能が許す限り大きめに取りトンネル延長・地上に出るまでの距離のどちらもできるだけ短く留め、また凸凹のある地形を利用し、できるだけ明かり区間を長く取る路線選定がなされることがある。
2004年に首都のバンコクで初めての地下鉄バンコク・メトロ(ブルーライン)が開通した。この建設費は、そのほとんどを日本からの円借款により賄った。2016年8月6日には新路線であるパープルラインが開業したが、この路線は全区間高架である。なお、パープルラインの車両は全て日本の総合車両製作所で製造された。
地下鉄のシステムは地面よりも低い位置にあるため、地上に降り注いだ雨などの水が地下鉄の設備に浸入してくる。例えば、2012年10月にはハリケーン・サンディによる浸水によりニューヨークの地下鉄が全面的に停止した。そのため十分な防水・排水設備を持たない場合、水没することもあり得る。このため、地上の駅への出入口を一段高くしたり大雨の時などは駅出入口の防潮板や線路上の防水扉を展開して閉鎖されることがある。東海豪雨などの浸水などがその例である。