การใช้ไฟฟ้าเพื่อเป็นพลังงานในการขับเคลื่อนรถไฟ ซึ่งอาจใช้หัวรถจักรไฟฟ้าเพื่อการขับเคลื่อนตู้ผู้โดยสาร หรือตู้สัมภาระ หรือเป็นรถไฟที่ประกอบด้วยตู้ที่มีเครื่องยนต์ไฟฟ้าหลายตู้ ซึ่งแต่ละตู้โดยสารรับกระแสไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดยไม่ต้องพึ่งหัวรถจักร พลังงานจะถูกสร้างขึ้นในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ หลังจากนั้นพลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งขึ้นไปยังสายส่งไฟฟ้าแรงสูง แล้วกระจายภายในเครือข่ายทางรถไฟไปให้รถไฟตามที่ต่างๆ โดยปกติจะมีระบบภายในในการจำหน่ายการใช้พลังงาน และการปรับระดับของแรงดันไฟฟ้าจะสร้างและติดตั้งโดยผู้ดูแลโครงการรถไฟโครงการนั้นๆเองเอง

พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่โดยผ่านขารับไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาหรือเกือบตลอดเวลา ในกรณีที่ใช้ระบบการจ่ายเหนือศีรษะ(Overhead Catenary System : OCS ) มักจะเป็นลวดเปลือยแขวนลอยอยู่ในเสาเรียกว่าสายส่งเหนือศีรษะ ตัวรถไฟมีเสายึดติดตั้งอยู่บนหลังคาซึ่งรองรับแถบตัวนำยึดติดกับหน้าสัมผัสด้วยสปริงรวมทั้งหมดเรียกว่าแหนบรับไฟ ( Pantograph )รายละเอียดหาอ่านได้ใน ระบบจ่ายไฟฟ้าเหนือหัว

ส่วนรางที่สาม และ รางที่สี่ หาอ่านได้จากบทความตามลิงก์นี้

เมื่อเทียบกับระบบเครื่องยนต์ดีเซล การใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้สามารถพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้จะยอมรับว่ามีการสูญเสียระหว่างสายส่งไฟฟ้า มันสามารถให้พลังการลากสูงกว่า ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา ควบคุมง่ายและยังหลีกเลี่ยงการปล่อยสารพิษในเขตเมืองอีกด้วย โดยเฉพาะในระบบรถไฟโครงการใหม่ๆ นั้นยังสามารถนำพลังจากระบบเบรก (อังกฤษ: en:regenerative braking) สามารถนำกลับมาใช้ในระบบได้อีก

ส่วนข้อเสียของการใช้ไฟฟ้าก็คือการที่ต้องใช้เงินลงทุนสูงในการสร้างระบบการส่งจ่ายพลังงาน การขยายขอบเขต พื้นที่ให้บริการไปในพื้นที่ที่มีผู้โดยสารน้อย และขาดความยืดหยุ่นในกรณีที่เกิดการหยุดชะงักในเส้นทาง ความแตกต่างกันของมาตรฐานต่างๆการจัดระบบไฟฟ้าในพื้นที่ติดกัน เช่น การเดินทางระหว่างรับ ระหว่างประเทศ หรือทวีป ทำให้ลำบากในการให้บริการได้อย่างต่อเนื่อง และเนื่องจากสายไฟฟ้าเหนือศีรษะอยู่ในระดับต่ำ ทำให้การเดินรถแบบสองชั้นทำได้ยาก