1.概述
城市轨道交通系统简称城轨系统，通常依据各地用语的不同而称为地铁、捷运等，其定义为以下五个条件：
必须是大众运输系统
必须位于城市之内
必须以电力或者内燃机驱动
必须行驶于轨道之上
班次必须相对密集
在网路上《城市轨道交通词典》[1]中城市轨道交通的释义为：城市公共交通网络的重要组成部分。泛指城市中再不同形式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道交通的总称。
由于中国大陆的地面重型铁路（重铁，国家铁路简称国铁），大多作中长距离用途，不会作短距离用途，地下铁路专门担当市内短距离运输，令不同铁路之间的角色，有明显分野，不会出现同一铁路，同时担当短距离和中长距离运输。“城市轨道交通”这个名称因而出现，这名称亦是中国大陆的用语。
大多数的城市轨道交通系统都建造于地底之下，故多称为“地下铁路”，或简称为地铁、地下铁；在台湾则通称为“捷运”，此因台湾的铁路地下化区段亦被称为“地铁”所致。此外，在中国大陆，修建于地上或高架桥上的城市轨道交通系统通常可能被错误地称为“轻轨”。然而，在专业领域，“轻轨”与“地铁”的区分方式在于线路适应能力的不同，“轻轨”指具备和机动车混行能力的城市轨道交通系统，而“地铁”指不具备和机动车混行能力的城市轨道交通系统。
轻轨电车由于可以与其他交通工具共同使用道路路面，因此有时习惯上可能不被算在城市轨道交通系统范围之内。但是随着现代公共交通技术的发展，也有越来越多的城市采用有轨电车和轻轨混合的方式，在腹地宽广的地方单独架轨，在腹地狭窄的地方则采公用道路路面，根据具体情况灵活设站，两者的分界也越来越模糊。
在一些地方，诸如香港、英国和日本，并没有清太清楚分开铁路的功能，单一铁路会同时担当短距离和中长距离运输，诸如香港的港铁东铁线，服务对像同时包括短距离通勤乘客和中长距离的跨境乘客；日本各都会区铁路线（如中央总武线），服务对象也同时包括短距离通勤乘客和中长距离的跨县的城际乘客，更甚者会与地下铁路作直通运行；2000年代后的台湾铁路，亦开始推行“捷运化”，逐渐纳入城市轨道交通的一环，不再仅以服务中长程运输为主。
2.用途
绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通堵塞问题的方法。
美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。但两条铁路已先后在1959年及2003年停用。
在战争（如第二次世界大战）时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家（如韩国）的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。 有些地方的地下铁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，负面教材有莫斯科地铁地面线: 4号及L1号线，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，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而北韩首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。
3.历史
地下铁路
世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路，是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。
车辆
更初的城市轨道系统车厢是木制的，后来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多的地下铁路，车厢开始再改良为铝制，有效减少维修成本和重量。
很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干线上的为小；所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。有时隧道甚至能影响列车的形状设计，例如伦敦地铁的部份列车便是。
大部份的城市轨道系统都是使用动力分散式（即使用动车车厢，每一节车厢都拥有自己的动力），而不使用动力集中式。若果使用动力集中式，经常出现推拉运作。
另外，部份较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。伦敦、巴黎、台湾、新加坡和香港等地车长都毋需控制列车。更先进的轨道交通系统能够做到无人操控。例如世界上更长的自动化LRT（light rapid transit system）系统—温哥华Skytrain，整个LRT所有的车站及列车均为“无人管理”。大陆的上海轨道交通10号线也将试行无人驾驶，介时司机将仅仅进行监控。
轨道和车轮
一般的城市轨道系统使用铁轨和金属车轮。但近年来亦有系统使用混凝土路轨或橡胶车轮（和摩托车相近），或两者兼用。
4.营运
城市轨道交通系统的运营方式可大致分为两种。一是由政府或自治团体来营运，被称为公营。另一个则是由民营企业营运，是为民营。同时还存在着第三种营运方式，经营者虽然是民营企业，但出资者则是公营团体，这在欧洲较常见。
在一些地区，轨道交通系统的票价无论时间还是乘车长度的长短都是定额的。但是也有很多国家的轨道交通票价是按照乘坐距离（或依里程划分不同区间）来决定的。在德国等欧洲国家，轨道交通的票价采取地域制，以某地方为中心，向外辐射来划定地域，在一个地域（里程）内票价相同，而下一个地域内则又有新的票价。很多国家组织了交通营运联合体，轨道交通系统与其他大众运输工具进行票证整合，轨道交通系统的车票在其他交通工具（如公共汽车或地区铁路）上也能使用。
很多城市轨道交通系统导入了自动收费系统，这样可节省大量人工，节省运营成本。只要插入专用车票或IC卡，自动收费系统的验票闸门就可自动放行。在日本，城市轨道交通系统的自动收费装置还有诸如自动判定票的余额是否不足与判定使用次数等智慧功能。
另外在德国和奥地利等国，轨道交通系统营运采用实行“自助餐制”。全面废止在车站内验票，而是在车内进行突击验票。在这个情况，若是逃票要缴交正常票价8倍以上的高额罚款（这些国家内的其他市内交通机关也施行同样的制度）。若境外游客逃票超过一定次数，甚至会影响该游客的诚信档案以至于无法成功办理第二次签证。
5.列车运行
由于都市内交通运输拥塞，大众普遍要求“不需要太长等候时间就能搭乘”。为此列车的运行间隔被设定10分钟以下。莫斯科在交通尖峰时段更每个一分钟就有一班次。一半情况下，车站内的两个月台内的列车是同时到达的。但在东京的部分线路，实行缓行和急行两种运行方式同时进行的情况。急行列车不停一些较小型的车站，缓行列车则每站都停。
世界的大部分的轨道交通线路，从早晨四点营运到凌晨零点。通常于早晨4点至7点发首班车，晚上10点至凌晨1点发末班车。芝加哥和纽约是少数的例外，24小时通宵运营。
6.世界各地的城市轨道交通系统
亚洲
中国大陆
北京地铁
天津地铁
上海轨道交通
重庆轨道交通
沈阳地铁
长春轻铁
广州地铁
深圳地铁
成都地铁
西安地铁
南京地铁
武汉轨道交通
大连轨道交通
抚顺电铁
中国大陆城市轨道交通兴建计划列表
香港
港铁
香港电车
澳门
澳门轻轨铁路
台湾
台北捷运
高雄捷运
机场捷运
台中捷运
台南捷运
马来西亚
吉隆坡地铁
新加坡
新加坡地铁
泰国
曼谷地铁，Sky Train
日本
东京地下铁、都营地下铁、东京都电车
大阪市营地下铁
名古屋市营地下铁
京都市营地下铁
福冈市地下铁
札幌市营地下铁
仙台市地下铁
横滨市营地下铁
神户市营地下铁及多条私铁
韩国
首尔地铁
朝鲜
平壤地铁
阿联酋
杜拜地铁
北美洲
美国
华盛顿地铁
纽约地铁
芝加哥捷运
三藩市湾区捷运系统
加拿大
多伦多地铁
温哥华轻轨
欧洲
俄罗斯
莫斯科地铁
英国
伦敦地铁
曼彻斯特都市连接
法国
巴黎地铁
德国
柏林地铁
慕尼黑轻轨
意大利
罗马地铁
瑞典
斯德哥尔摩地铁
丹麦
哥本哈根地铁
大洋洲
澳大利亚
城市铁路（悉尼）
墨尔本地铁
7.多于一公司营运之系统
现在多于一公司营运的系统
主要是在东亚较多，鉴于东亚的都市人口密度普遍远比欧美为高，加上交通多以公交主导。
东京 - 东京地下铁、都营地下铁、JR东日本、首都圈各大手私铁等
吉隆坡 - Rapid
KL、KLIA
Express和KL
Monorail
新加坡 - SBS Transit
& SMRT
大阪 - 大阪市营地下铁、近畿圈各大手私铁、JR西日本
首尔 - KORAIL、首都圈电铁
台北 - 台北捷运公司、台湾铁路管理局(捷运化区段)、桃园机场捷运(营运单位未定)
高雄 - 高雄捷运公司、台湾铁路管理局(捷运化区段)
上海 - 上海地铁卓绝运营有限公司、上海地铁第二运营有限公司、上海地铁第三运营有限公司、上海地铁第四运营有限公司（此四家均为上海申通地铁集团有限公司的子公司，但日常经营活动独立进行）
未来多于一公司营运之系统
北京 - 北京市地铁运营有限公司（除北京地铁4号线外的各线）、北京京港地铁有限公司（负责北京地铁4号线）
深圳 - 深圳市地铁有限公司（除深圳地铁4号线外的各线）、港铁轨道交通(深圳)有限公司（负责深圳地铁4号线全线开通后的运营）
香港 - 九广铁路公司、地下铁路有限公司，前者营运东铁、西铁、马铁、轻铁等线路，而后者则营运荃湾线、观塘线、将军澳线、港岛线、东涌线、机场快线和迪士尼线等线路。两铁合并后，以上所有铁路线路均由香港铁路有限公司营运。
