تمتلك كل دولة من الدول الأوروبية نظام سكك حديدية خاصًا بها وبصفات مميزة لكل دولة. ويشرح هذا الجزء من المقالة بعض شبكات السكك الحديدية الكبيرة. تعمل القطارات في أوروبا بنظام مقطورات الديزل أو الكهرباء أو خليط من وحداتهما أو بنظام قاطرات السحب. ويعتمد اختيار نظام معين على الطبيعة الجغرافية لكل دولة بالإضافة إلى احتياجات الناس الداخلية. وتستخدم معظم السكك الحديدية محدد قياس معياري مقداره أربعة أقدام وثماني بوصات ونصف البوصة (1,435م). ويستثنى من ذلك فنلندا وروسيا اللتان تستخدمان محدد قياس قدره خمسة أقدام (1,52 م)، وأسبانيا والبرتغال اللتان تستخدمان محدد قياس مقداره خمسة أقدام وست بوصات (1,676م). وتتعاون السكك الحديدية الأوروبية في تشغيل شبكة القطارات الدولية والمكونة في الغالب من عربات ركاب من أكثر من دولة واحدة. وفي بعض الأحيان تحتوي القطارات الدولية على عربات نوم وعربات شحن لحمل سيارات الركاب. وتعمل أنظمة وصلات العبَّارات لتصل بين السكك الحديدية عبر الموانع المائية. وأقصر وصلات السكك الحديدية الأوروبية موجودة في الدول الإسكندينافية بين الدنمارك والسويد. ويمكن للقطارات في الدول الأوروبية أن تنتقل إلى خطوط غير قياسية مادام ضبط المسافة بين العجلات ممكنًا أو أمكن تبديل مجمَّعات العجلات. ويوجد عدة أنواع مختلفة من نظام كهربة الخطوط في أوروبا. ويمكن لبعض القاطرات التحول من نظام طاقة إلى نظام آخر دون توقف. وهكذا يمكن المحافظة على مواعيد القطارات السريعة عبر أوروبا التي توفر خدمات الدرجة الأولى المتميزة للركاب، بما فيها المطاعم والكثير من التسهيلات الأخرى الضرورية لرجال الأعمال. ويستطيع المسافرون في هذه القطارات قطع مسافة تبلغ عدة مئات من الكيلو مترات والعودة إلى منازلهم في اليوم نفسه.
تشغِّل عدد من الدول الأوروبية خدمات قطارات ركاب عالية السرعة، ومن أمثلة ذلك، قطارات بندولينو الإيطالية التي يمكنها الانحناء لتأخذ منحنيات شديدة الانحدار، وتُستخدم هذه القطارات في السكة الحديدية التي تربط ميلانو بروما. وتجري في ألمانيا قطارات عالية السرعة من هامبورج عبر شتوتجارت إلى ميونيخ، وتبلغ سرعة تلك القطارات 250كم/ساعة. ويعمل أسرع قطارات أوروبا في فرنسا، وهو قطار سريع جدًا يعرف بالحروف (تي.جي.في) وهو قطار ذو سرعة فائقة. ولقد أنجز خط السكك الحديدية الجديد للقطارات السريعة بين باريس وليون عام 1983م. كما انتهى أيضًا جزء آخر من ذلك الخط عام 1989م، وهو يخدم منطقة غربي فرنسا. وسوف يعمل قطار (تي. جي. في) في نفق المانش خلال توصيلة بين باريس وَلَيلْ، كما توجد خطط لمد شبكة خطوط السكة الحديدية السريعة إلى كل من بلجيكا وهولندا وألمانيا.
أدى توحيد ألمانيا عام 1990م إلى زيادة كبيرة في المرور بين مناطق شرقي ماكان يُعرف بألمانيا الشرقية وألمانيا الغربية وغربيها، وتمت إعادة الخط القديم الذي كان قد توقف استخدامه لمدة 40 سنة، ويرجع التوقف حينذاك إلى وجود الحدود بين الكتلة الشرقية ودول أوروبا الغربية. ولقد تم دمج خطوط السكك الحديدية بين برلين ودرزدن وليبزج لتكوِّن السكة الحديدية الموحّدة لألمانيا، كما يتم حاليًا التخطيط لكهربة خط السكك الحديدية العاملة بين هامبورج وبرلين، لمنافسة تحديث خطوط السكك الحديدية بين النمسا وتشيكوسلوفاكيا السابقة. وتُعَدُّ خطوط السكك الحديدية الدولية للشحن عبر أوروبا مهمة للغاية. وتوجد بين الدول الأوروبية المختلفة ترتيبات خاصة لتبادل عربات القطارات بين الدول، كما تحافظ كل دولة على تجانس نظام التشغيل.