Паротурбовоз — локомотив, в качестве двигателя на котором установлена паровая турбина. Несмотря на очевидные преимущества в виде высокого КПД, экономичности и возможности использования дешёвого низкосортного топлива, этот тип локомотива, вопреки нескольким относительно успешным попыткам постройки, не получил сколько-нибудь заметного распространения на сети железных дорог мира.
Использование паровой турбины для привода паровоза обещало большую экономическую эффективность при сохранении верхних пределов давления и температуры обычного парового котла. Используя конденсатор, градиент давления в паровой системе можно было довести до уровня вакуума. КПД системы, учитывая экономию пара или топлива доходил до 30 %. К тому же небольшую турбину можно было недорого разместить на локомотиве. Благодаря конструкции, все части турбины, контактирующие с паром, можно было проектировать для работы без смазки и необходимости регулярной очистки. Замкнутый круговорот воды позволял использовать дистиллят без оставляющих накипь примесей, и потери воды в системе были чрезвычайно низкими.
Попытки делать стандартные малые паросиловые установки с турбинами на водяном паре всегда упирались в небольшой КПД таких установок. Например, в книге Ф.Бойко «Паровозы промышленного транспорта» указано- что в середине 50-х годов турбогенаратор паровоза мощностью 1 кВт расходовал на 1 кВт⋅ч мощности 100 кг пара (КПД- 1 %), а в книге П.Черняева «Судовые силовые установки и их эксплуатация» (учебник для вузов) — указано, что в середине 70-х годов главные паросиловые установки с турбинами достигли КПД в 35 %, а вот малые судовые паросиловые агрегаты мощностью 15 — 50 квт (для привода вспомогательных судовых механизмов) расходовали до 30 кг пара в час на 1 квт мощности, что в 5 раз хуже, чем главная машина. Трудность достижения малыми турбинами высоких значений КПД, которые характерны для больших турбин, заключается в изменении соотношения скоростей истекающего из сопел пара и окружных скорости движения лопаток турбин, по мере уменьшения диаметров роторов малых турбин.
При уменьшении габаритных размеров паро-силовой установки с турбиной её термодинамический КПД падает, а цена на 1 кВт агрегатной мощности растет. Так на паросиловыx установкax с паровыми турбинами на ORC цикле итальянского производителя « TURBODEN» КПД по электричеству весьма невелик — всего 18 %.
На практике подобные проблемы были характерны и для паротурбовоза (и газотурбовоза), вкупе с рядом других сложностей.
Все паротурбовозы по способу передачи вращающего момента на ведущие колеса разделяются на два основных типа: