ตู้โดยสาร (อังกฤษ: passenger car, coach หรือ carriage ) หมายถึง ตู้หรือรถโดยสารที่วิ่งบนทางรถไฟ ซึ่งพ่วงต่อกันหลายคันเป็น ขบวนรถไฟ สำหรับการขนส่งผู้โดยสาร ซึ่งมีใช้อยู่หลายชนิด ในยุคแรกๆ ที่รถไฟเริ่มเปิดเดินรถใหม่ๆ ตู้โดยสารจะมีที่นั่งซึ่งหุ้มด้วยเบาะหนัง เก้าอี้หวาย หรือเก้าอี้ไม้สัก ขึ้นอยู่กับประเภทของชั้นที่นั่ง โดยแบ่งออกเป็นสามชั้นคือ ชั้น 1, 2 และ 3 ตามลำดับ ลักษณะที่นั่งเหล่านี้ได้มีการปรับปรุงให้เหมาะสมยิ่งขึ้นตามกาลเวลาในยุคต่อมา นอกจากนั้นยังเพิ่มสิ่งอำนวยความสะดวก อย่างเตียง เครื่องสุขภัณฑ์และเครื่องปรับอากาศ โดยเฉพาะรถนอน ในปัจจุบันมีให้บริการทั้งแบบรถพัดลมและรถปรับอากาศในชั้นที่ 1, 2 และ 3 ซึ่งค่าโดยสารจะแตกต่างกันไปตามประเภทชั้นที่นั่งและความสะดวกสบายที่เพิ่มขึ้น