Železniční síť je v evropských podmínkách tvořena konvenčními železničními tratěmi a vysokorychlostními železničními tratěmi.

První železniční tratí s komerčním provozem byla manchestersko-liverpoolská dráha v Anglii. Že železnice vznikla v Anglii, nebyla náhoda, neboť právě v Anglii ze všech zemí nejdříve propukla tzv. první průmyslová revoluce. Rozvoj železnice v jednotlivých zemích na kontinentu byl téměř vždy svázán právě s průmyslovou revolucí a související potřebou efektivnější dopravy materiálu, zboží i osob. Většina železničních tratí v Evropě pak prakticky vznikla již v průběhu 19. století, či na začátku 20. století. Díky již tehdejšímu velkorysému trasování hlavních tratí mohou tyto tratě (pochopitelně s úpravami a modernizacemi) efektivně sloužit i dnes bez zásadních změn trasování. V souvislosti se změnami přepravní poptávky a přepravních proudů po II. světové válce byla v zemích západní Evropy (zejména Německo, Francie, Anglie, Skandinávie) síť hlavních tratí postupně modernizována, doplňována a dále rozvíjena tak, aby co nejlépe odpovídala novým přepravním požadavkům, naopak některé původní regionální tratě byly jako již nepotřebné opuštěny. I tak má v mezikontinentálním srovnání Evropa nejhustší a rovněž nejvyužívanější železniční síť na světě.

Většina konvenčních železničních tratí v Evropě jsou tratě se smíšeným provozem, pojížděné jak vlaky osobní přepravy, tak vlaky nákladní přepravy. Poměrně často se však vyskytují i železniční tratě určené pouze pro osobní dopravu (například tratě S-bahn) nebo nákladní dopravu.

Dle počtu kolejí lze železniční tratě dělit na jednokolejné, dvoukolejné a vícekolejné.

Z hlediska kapacity železniční dopravní cesty jsou optimální dvoukolejné tratě, které umožňují jízdu vlaků jedním směrem po jedné koleji a jízdu vlaků opačným směrem po druhé koleji v těsném sledu a bez vzájemného ovlivňování.

Z hlediska topologie se železniční síť skládá ze železničních stanic (dopraven) a úseků tratě mezi nimi (tzv. širá trať).

Železniční stanice je dopravna s kolejovým rozvětvením, která umožňuje (s ohledem na své provozní uspořádání) předjíždění a křižování vlaků, sestavování a rozpouštění vlaků, přechod vlaků (vozů) na jinou trať (vlečku), odstavování vozů, nástup a výstup cestujících (nakládku a vykládku zavazadel, případně pošty), nakládku a vykládku vozových zásilek apod.

Z hlediska polohy na síti lze železniční stanice rozdělit na mezilehlé (stanice leží na železniční trati) a řadu dalších typů železničních stanic, ve kterých dochází ke styku více železničních tratí.

S polohou železničních stanic na síti souvisí i uspořádání jejího kolejiště. Pro většinu železničních stanic je typické průjezdné uspořádání, nicméně vyskytuje se i hlavové uspořádání, případně jejich kombinace.

Hlavové uspořádání je typické pro hlavní železniční stanice ve velkých městech (v Česku se jedná o stanici Praha Masarykovo nádraží, v Evropě i ve světě existuje řada dalších příkladů). Hlavové uspořádání může generovat určité provozní komplikace, které však lze eliminovat používáním vratných souprav bez nutnosti objezdu soupravy lokomotivou, mají však velkou výhodu z pohledu cestujících v podobě jednoduchého, úrovňového a bezbariérového přístupu na nástupiště.

Dle účelu lze železniční stanice rovněž rozdělit na stanice pro osobní dopravu (typicky osobní stanice ve velkých městech), nákladní dopravu a smíšené (většina železničních stanic).

Železniční stanice se skládá ze staničních kolejí, zhlaví a tzv. záhlaví. Dopravní schéma stanice představuje uspořádání kolejiště stanice včetně základních informací o jejich účelu.

Staniční koleje se skládají z hlavních dopravních kolejí, které navazují na traťové koleje, předjízdných kolejí sloužících k předjíždění či křižování vlaků (předjížděný vlak na ně „uhne“ z hlavních dopravních kolejí), dopravních kolejí dalších účelů a manipulačních kolejí, které slouží k manipulaci a odstavení vozů, typicky nákladních vozů při nakládce a vykládce zboží.

Ve stanicích s provozem vlaků osobní dopravy je část dopravních kolejí vybavena nástupišti. Může se jednat o nástupiště boční, ostrovní, jazyková (typická pro hlavové stanice), případně tzv. poloostrovní nástupiště (ostrovní nástupiště s úrovňovým přístupem přechodem kolejí) s výškou nástupní hrany 550 mm nad temenem kolejnice (nad úrovní kolejnic), která vyhovuje bezbariérovému nástupu do vlakové soupravy, případně tzv. úrovňová nástupiště. Úrovňová nástupiště jsou starším typem nástupišť, která však nejsou bezbariérová a neumožňují přístup, aniž by cestující nemuseli vcházet do kolejiště. Tato nástupiště se již jako nová nezřizují, bohužel v Česku je jimi řada stanic stále vybavena.

Širá trať může být provedena formou jednokolejné, dvoukolejné či vícekolejné tratě. Následující tabulka představuje jednotlivé možnosti včetně přibližné kapacity železničních tratí.

Obecně platí, že z pohledu kapacity trati je optimální dvoukolejná trať (či „násobky“ dvoukolejné trati). Jednokolejná trať má, vlivem potřeby křižování protijedoucích vlaků ve stanicích či výhybnách, zhruba čtvrtinovou kapacitu, oproti trati dvoukolejné, na které vlaky mohou jezdit v relativně těsné sledu po jedné koleji jedním směrem a po druhé koleji druhým směrem.

Z pohledu kapacity trati je rovněž optimální, pokud vlaky po trati jedou zhruba stejnou rychlostí. Z toho vyplývá důležitý požadavek na zvyšování rychlostí nákladních vlaků, které musí dokázat „držet krok“ s vlaky osobní dopravy. Tím dojde k situaci, že i na stávající infrastruktuře bude možné provozovat více nákladních vlaků než doposud.

Vysokorychlostní tratě jsou elektrifikované železniční tratě s traťovou rychlostí 250–350 km/h. Primárně se budují výhradně pro provoz vysokorychlostních elektrických jednotek.

Průkopníkem v oboru vysokorychlostních tratí bylo v 60. letech 20. století Japonsko. Od 70. let zprovozňují vysokorychlostní železnici ve Francii a Itálii, koncem 80. let následovalo Německo, v 90. letech Španělsko a Velká Británie a po roce 2000 například země Beneluxu nebo Turecko. Vysokorychlostní tratě vybudované dle evropských standardů jsou v současné době například v Jižní Koreji, Alžírsku, zárodky sítě vysokorychlostních tratí již existují například v Dánsku a Rakousku.

Vysokorychlostní železnice s sebou přináší řadu výhod. Především však výrazně zkrátí cestovní dobu nejen mezi městy přímo spojenými vysokorychlostní tratí, ale také v dalších relacích, kdy vlaky využijí vysokorychlostní trať alespoň na části své cesty. Evropský způsob realizace vysokorychlostních tratí je totiž založen na principu propojení s konvenční železniční sítí, kdy běžné vlaky pochopitelně nemohou využívat vysokorychlostních tratí, ale vysokorychlostní jednotky se mohou pohybovat i po tratích konvenčních. To umožňuje nabídnout cestujícím vysoce kvalitní produkt přepravy i v relacích pouze částečně využívajících vysokorychlostní trať a využití konvenční sítě vysokorychlostními vlaky pro dojezd na stávající železniční stanice v centrech měst.

Konstrukce koleje je u vysokorychlostních tratí prakticky stejná jako u tratí konvenčních. Svršek je tvořen kolejemi s rozchodem 1435 mm uložených ve štěrkovém loži. Geometrie (poloměry směrových oblouků) odpovídá příslušné traťové rychlosti. Tím, že jsou na vysokorychlostních tratích provozovány výkonné elektrické jednotky, jejich podélné sklony (hodnota stoupání a klesání) mohou být poněkud vyšší než u běžných konvenčních železničních tratí.

Provoz na vysokorychlostních tratích je řízen a zabezpečen vlakovým zabezpečovačem s přenosem návěstních znaků na stanoviště strojvedoucího (na bázi ETCS level 2 – viz dále). Viditelnost pevných návěstidel je v této rychlosti velmi omezená.

Vysokorychlostní tratě lze označit jako dálnice pro vlaky, vysokorychlostní vlaky jako „letadla na kolejích“. Vysokorychlostní tratě navrátily železnici konkurenční výhodu před ostatními druhy dopravy. Celková délka provozovaných vysokorychlostních tratí na světě je 46 500 km (k lednu 2019).