Двухэтажный вагон или двухъярусный вагон — вагон, в котором для увеличения пассажировместимости устроены два салона для пассажиров, один над другим. Двухэтажные вагоны применяются как в поездах локомотивной тяги, так и в моторвагонных поездах (электро и реже дизель-поездах).
Примерами электропоездов, имеющих двухэтажные вагоны, могут быть пригородные и региональные Stadler KISS (в частности, ЭШ2), Siemens Desiro Double Deck (SBB-CFF-FFS RABe 514) или Škoda City Elefant (Class 471, EJ 575, EJ 675), DDZ, высокоскоростные Shinkansen E1, Shinkansen E4, TGV Duplex.
Из-за ограничений габарита вагона допустимыми габаритами подвижного состава, которые, в свою очередь, ограничены габаритами существующих строений (тоннелей, путепроводов, высотой подвески контактной сети на электрифицированных линиях), для размещения двух пассажирских салонов применяются разные технические решения[1].
Обычно двухэтажный вагон разделён на три зоны — центральную с двумя этажами, размещённую между тележками, и две крайние переходные одноэтажные, размещённые по концам вагона над тележками. Обычно первый этаж размещается как можно ниже между тележками, а в местах расположения тележек пол нижнего салона резко повышается, в этом месте устраивается лестница на промежуточный этаж, а параллельно ей располагается лестница с промежуточного на верхний уровень. Пространство между крышей и потолком промежуточного уровня как правило используется для размещения электрооборудования, которое в отличие от одноэтажных вагонов не может быть размещено в подвагонном пространстве. У вагонов, приспособленных для эксплуатации на линиях с низкими платформами, входные двери расположены на уровне первого этажа, как и у низкопольного одноэтажного вагона, а у вагонов для эксплуатации на линиях с высокими платформами — на уровне переходного этажа над тележкой, как и у обычного одноэтажного высокопольного вагона[1][2].
В силу того, что двухэтажные салоны не могут быть размещены над тележками из-за ограничений габаритов с одной стороны и требований к минимально допустимой высоте потолков с другой, а часть внутреннего пространства занимают лестницы и внутривагонное электрооборудование, которое у обычных одноэтажных вагонов располагается в подвагонном пространстве, двухэтажные салоны занимают только часть длины вагона. Поэтому двухэтажный вагон имеет пассажировместимость только на 40-78 % больше, чем аналогичный одноэтажный вагон, а не вдвое. Особенно это выражено у вагонов двухэтажного моторвагонного подвижного состава, которые имеют размещённый в специальных отсеках комплект силового оборудования, обычно в зонах по концам вагона.