柴油机车是指所有动力来源为柴油引擎的铁路机车。自20世纪中开始柴油机车在世界大部分地方成为主要铁路机车种类,因为柴油机车可以直接取代蒸汽机车,不像电力机车必须依赖其他的电力传送设施,如架空线或第三轨。不过自1950年代起电力机车在传动力、加速力、和最高速度上逐渐超越柴油机车。依照动力传动方式的不同,柴油机车又可分为电力传动、液力传动、和机械传动三大分类。

      电力机车使用的能量,由车外经过架空电缆或第三轨提供,所以只能在电气化铁路行驶。虽然把铁路电气化的价格很高,但是电力动车组和电力机车的运作成本比内燃机车为低,也不会造成沿线的空气污染。而且电气化列车的加速性能及再生制动都比较良好,因此十分适合在乘客密集的客运线上使用。绝大部分的高速铁路都是以电力推动,因为它们所需要的大动量能很难完全由放在车上的发动机直接产生。电力机车的供电电压很高,可以减少馈线用铜量。控制电力机车电机的先进技术包括VVVF,就是变压变频技术。