國際鐵路運輸一般采取多式聯運的形式，托運人在起運地裝運貨物，托運人收到國際聯合鐵路運輸提單，托運人按規定將貨物交付給收貨人。 當貨物從一國鐵路轉移到另一國鐵路時，無需收貨人或托運人的參與，途徑國家根據國際條約承擔國際鐵路聯運義務。

傳統的國際鐵路線是西伯利亞大橋鐵路，而新歐亞大橋鐵路是發展非常迅速的國際鐵路線。

除歐亞鐵路運輸外，我國鐵路聯運還包括香港、澳門等地的鐵路運輸。盡管對港澳的鐵路運輸都是按照國內運輸辦理，但與一般的國內運輸不同，由于香港是自由港，貨物在內地和香港之間進出，需要辦理報關等手續。而澳門的鐵路運輸，則是先把貨物運到廣州南站，然后再轉船到澳門，類似于香港。

傳統歐亞大陸橋上的西伯利亞大陸橋鐵路運輸

從東部到海參崴，經過我國的黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古自治區，再到俄羅斯的伯力、伊爾庫次克、新西伯利亞、鄂木斯克、車里雅賓斯克、古比雪夫，最后到達莫斯科。總共超過9300公里。該線路東接中國和朝鮮，西接中歐、北歐和西歐國家，由莫斯科向南連接伊朗。我們同前蘇聯、東歐國家和伊朗進行貿易，主要是用這條鐵路運輸。

新歐亞大陸橋鐵路(第二條歐亞大陸橋)

從江蘇連云港到隴海鐵路、蘭新鐵路，從江蘇、安徽、河南、陜西、甘肅、青海、新疆7個省、區，從阿拉山口到哈薩克斯坦鐵路，從俄羅斯、波蘭、德國到荷蘭鹿特丹港，都有直達。與海運相比，全程短9000公里，比傳統的西伯利亞大陸橋短3000公里，這條國際鐵路運輸路線極大地促進了我國與歐亞國家的經貿往來。

除歐亞大陸橋外，國際鐵路運輸的主要鐵路干線包括：

美國連接大西洋和太平洋鐵路。

美國北太平洋鐵路A線：西雅圖→圣保羅→芝加哥→底特律→斯波坎。

第二條美國南太平洋鐵路線路：洛杉磯→阿爾布開克→堪薩斯城→圣路易斯→辛辛那提→華盛頓→巴爾的摩(圣菲鐵路)→洛杉磯→圖森→帕索→休斯頓→新奧爾良。

路線：舊金山→奧格登→奧馬哈→芝加哥→匹茲堡→費城→紐約，這條美國聯合太平洋鐵路。

加拿大連接大西洋和太平洋的鐵路。

加拿大的太平洋鐵路，A線：溫哥華→卡爾加里→溫尼伯→蒙特利爾→圣約翰→哈利法克斯。

加拿大國鐵B線：魯珀特港→埃德蒙頓→溫尼伯→魁北克。