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单线铁路是一种铁路线的形式，使两个方向的列车只可使用同一条路轨前进。单线铁路多出现于一些较少客量的铁路线上，也可能会在一些铁路支线中出现，甚或会在列车班次较少的铁路线或没有太多资金或缺乏空间去建设双线铁路上出现。

优点

相比双线铁路及四线铁路，单线铁路建筑成本较低。

相比双线铁路及四线铁路，可以较方便地在复杂地形上建设。

缺点

在运作一条铁路线上，当一段单线路段中，列车需时15分钟通过，则该线每小时每方向只有2列列车通过。但双线铁路则可以每小时每方向有高达15列列车通过（当列车每四分钟经过一个铁路信号机），因此有些重要干线的单线铁路为增加容量，会在全部路段加铺铁轨成为双线铁路，例如日本的奥羽本线、台湾的海线及台东线等。

当一架列车在单线路段中出意外，那段铁路线便不能让其他列车通行，例如当港铁黄埔站出现故障时，观塘线下行列车只能以何文田站作为临时的终点站。但双线铁路则可以以单线双程方式，有限度地继续让列车通行。

产生的原因

• 铁路发展期

• 铁路衰退期

• 复线化准备

• 灾害

运行方式

当单线铁路中，需要在同一时间上使用多于一列的列车，那必需要建设一个会让站（一段短的双线铁路），使一方向的列车进入及通过车站后，另一方向列车在另一路轨等待。在一些情况（例如英国的Abbey线、台铁林口线）中，由于同时间只有一组列车运作，所以便不需要建设一个会让站，不需避开另一方向列车。

在单线铁路上的会让站，有一些措施必需办妥，例如转辙器必需扳至正确的位置，使一方列车不会误入另一方等待列车的轨道上，造成两车正面相撞的意外。因此，在会让站内或附近地带需要设置一些铁路信号机。在传统英国做法（一此国家也依此做法），在每一段会让站与会让站之间的单线铁路中，都有独特的电气路签（牌），列车需要通过那路段时，需要向会让站站员索取电气路签（牌），使列车可以得到那路段的行驶权，而其他列车因无法得到电气路签（牌），而防止进入那路段，造成正面相撞的意外。现时只有少许铁路线使用那种系统，而香港港铁（当时为九广铁路）东铁线的大学站至罗湖站之间，在未铺设双线及电气化前，便使用该系统。在早期的北美洲，在一段有单线铁路的铁路线上，都会设有简单的时间表，列出列车到达会让站的时间，使得单线铁路上不会有两列列车以不同方向运行，可是这个做法会不灵活且没有效率。所以便发明了电报系统，使列车与车站间可以进行通讯。

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