Электрифика́ция желе́зных доро́г — комплекс мероприятий, выполняемых на участке железной дороги для возможности использовать на нём электроподвижные составы: электровозы (для тяги дальних пассажирских и грузовых поездов), электросекции или электропоезда (для тяги пригородных или скорых пассажирских поездов).
Обычно используют постоянный или однофазный переменный ток. При этом в качестве одного из проводников выступает рельсовый путь.
Использование трёхфазного тока требует подвески как минимум двух контактных проводов, которые не должны соприкасаться ни при каких условиях (как у троллейбуса), воздушные стрелки и токоприёмники имеют сложное устройство. Применялась в конце XIX — начале XX века, эта система не прижилась, в первую очередь, из-за сложности токосъёма на больших скоростях[1]. В XXI веке электрификация трёхфазным током сохранилась как технический «реликт» на некоторых зубчато-реечных железных дорогах, перевозящих туристов, например железная дорога «Юнгфрау».
При использовании постоянного тока напряжение в сети делают довольно низким (до 3 кВ), чтобы включать электродвигатели напрямую. При использовании переменного тока выбирают гораздо более высокое напряжение (от 10 до 25 кВ), поскольку на электровозе его можно легко понизить с помощью трансформатора.
Семь наиболее часто встречающихся напряжений контактной сети: 600, 750 В, 1,5 и 3 кВ постоянного тока, 10, 15 и 25 кВ переменного тока — включены в международный (IEC 60850)[2] и европейский (EN 50163)[3] стандарты.
Простота электрооборудования на локомотиве с гиперболической тяговой характеристикой, низкий удельный вес и высокий КПД обусловили широкое распространение этой системы в ранний период электрификации.