Железнодоро́жный тонне́ль — тоннель, предназначенный для движения поездов. Условно выделяются тоннели, проходящие через горный массив, тоннели, проходящие под водой, внутригородские тоннели, иначе называемые глубоким вводом. Тоннели метрополитена по своей сути также относятся к железнодорожным тоннелям.
В июле 2006 года на сети ОАО «Российские железные дороги» эксплуатировалось 162 тоннеля общей протяжённостью 119 километров[1].
Самым длинным железнодорожным тоннелем в России является Северомуйский тоннель — часть Байкало-Амурской магистрали, открытый 5 декабря 2003 года. Тоннель имеет протяжённость 15 343 метра и проходит под Северомуйским хребтом. Строительство тоннеля заняло 27 лет.
Самым протяжённым железнодорожным тоннелем в мире является Готардский базовый тоннель в Швейцарии. Его длина составляет 57 километров, он введён в эксплуатацию в конце 2016 года.
Каждый крупный и активно эксплуатируемый тоннель требует работы системы управления, которая включает в себя систему вентиляции, безопасности, телеметрии. На протяжении особо длинных железнодорожных тоннелей устраиваются аварийные станции, которые в случае возникновения пожара позволят эвакуировать пассажиров.