地铁
城市轨道交通系统 定义如以下五个条件：
必须是大众运输系统
必须位于城市之内
必须以电力驱动
大部份需独立于其他交通体系 (如马路和其他铁路) 以外
班次必须频密
大多数的城市轨道交通系统在城市中心的路段都会铺在地下挖掘的隧道里。这些系统亦可称为地下铁路，简称地下铁或地铁。在台湾则称作“捷运”(Mass Rapid Transit system, MRT)。在中国大陆城市，修建于地上或高架桥上的城市轨道交通系统通常被称为“轻轨”。然而，在专业领域，“轻轨”与“地铁”的区分方式在于运量的不同，“轻轨”指每小时单向运输量小于20000人的城市轨道交通系统，而“地铁”指每小时单向运输量大于20000人的城市轨道交通系统。
有轨电车由于与其他交通工具共同使用道路路面，因此通常不被算在城市轨道交通系统范围之内。但是随着现代公共交通技术的发展，也有越来越多的城市采用有轨电车和轻轨混合的方式，在场地宽松的地方单独架轨，在场地紧张的地方则公用道路路面，根据具体情况灵活设站，两者的分界也越来越含糊。
用途
绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。
美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。但两条铁路已先后在1959年及2003年停用。
在战争(如第二次世界大战)时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家(如韩国)的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。
另外，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而朝鲜首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。
地下铁路建造
在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。
明挖回填
最简单直接的方法是明挖随填(明挖回填)。这种方法一般是在街道上挖掘大坑，再在下面建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。
除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。
建这种隧道的物料一般是混凝土或钢，但较旧的系统也有使用砖块和铁的。
钻挖法
另一种方法是先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方（如香港的香港岛），钻挖法甚至是唯一可行的建造方法。
这种方法的优点是对街道或其他地下设施的影响非常小，甚至可在水底建造 (伦敦、首尔和香港的城市轨道系统都有很多越过河流或海港的隧道)；隧道的设计也有较多的创作空间，例如车站会比站与站之间的隧道高一些，有助列车离站时加速以及进站时减速。
但这种挖法也不是没有缺点的，其中之一是经常需要留意地下水的影响；另外在一些较硬的岩层开挖，可能需要炸药。地下空气供应问题甚至隧道坍塌亦有可能造成工人伤亡。此外，对于建筑高度密集的地方，挖掘时除了要留意避免对工地四周的建筑结构造成影响以外，有时亦要统筹所在的公用事业，把地底的输水、输电管线迁移，以便腾出地方来兴建列车通道。
历史
巴黎地铁的橡胶车轮世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路 Metropolitan Railway。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。
到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地下铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。
现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦是伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。
法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字Chemin de Fer Métropolitain是从Metropolitan Railway直接译过去的，后来缩短成métro，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为Метро。
亚洲最早的地下铁路在日本东京，于1927年开通。此外，土耳其伊斯坦布尔的第一条地铁修建于1910年（隧道开挖于1875年，1910年以前使用马车），但因该城市坐落在欧洲，因此没有被算作亚洲第一条地铁。
非洲最早的地下铁路在埃及开罗，1987年开通。
中国大陆第一条地下铁路是1969年开通的北京地铁。
香港的地铁在1979年开始投入服务。
新加坡第一条地铁在1987年开通。
台湾的第一条捷运是于1996年开通的台北捷运木栅线。
朝鲜半岛的第一条地铁在平壤于1968年动工，1973年9月6日第一条地铁线路千里马线（Chollima Line）通车。
世界最深的地下铁路
有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡的地下铁路一般都超过100米深。
然而，世界最深的地下铁路车站并没有定论：
圣彼得堡本身的其中三个地下铁路车站都有可能是全世界最深的。
俄罗斯首都莫斯科和乌克兰首都基辅都各有一极深的站。两站都是建在山下的。
朝鲜首都平壤亦有一地下铁路站能角逐此位，它的最深处达地下200米，平均深度亦达100米。
供电
一般而言，城市轨道系统的供电可以第三轨、第四轨或架空电缆等方式。
第三轨：在原有两轨路线侧边新增轨道带电，车辆则利用集电靴获得电力；电流经车轮和运行轨道回到发电厂。
第四轨：原理同上，除了原有车轮支撑导引用轨道外，另外增设两条轨道各供应直流电正负两极，或者供应三相交流电，但不如第三轨式经济，故不常见。
架空电缆：电力由架空的电缆提供，车辆则利用集电弓获得电力，有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。
车辆
最初的城市轨道系统车厢是木制的，后来改为钢制以减少一旦发生火灾造成的危险。自1953年开通的多伦多的地下铁路，车厢开始再改良为铝制，有效减少维修成本和重量。
很多地下铁路行走的隧道，都比在主要干在线的为小；所以一般而言地下铁路的列车体积一般比较小。有时隧道甚至能影响列车的形状设计，例如伦敦地铁的部份列车便是。
大部份的城市轨道系统都是使用动车组，而不使用机车牵引客车厢。若果使用机车，经常会用推拉运作。
另外，部份较为先进的系统已开始引入列车自动操作系统。伦敦、巴黎、新加坡和香港等地车长都毋需控制列车。更先进的系统甚至做到了无人操控，就例如香港地铁的迪士尼线。
轨道和车轮
一般的城市轨道系统使用铁轨和金属车轮。但近年来亦有系统使用混凝土路轨或橡胶车轮（和摩托车相近），或两者兼用。
地铁的特点
1．快速 列车运行最高时速达80公里，平均行车时速为36公里，每站停车30秒，一号线由莘庄站至上海火车站站的行车时间为39分钟。
2．准确 城市地面交通工具受路面交通情况或天气的影响，但地铁却不受干扰。在交通繁忙的高峰时间，地铁列车每5分钟开出一班，列车运营由早晨4：55起至晚上23：26止。
3．安全 列车采用安全自动控制系统来操作，严格保证列车行车间隔。地铁供电采用双电源，停电可能性甚微。地铁同样重视防火措施，设有足够的灭火设施设备，各车站均安装有闭路监控系统，以便随时了解车站的情况。此外，各车站均由上海市公安局城市轨道分局的警员负责治安。
4．舒适 列车与车站均有空气调节装置，使温度与湿度保持在最舒适的范围内。列车按6辆编组，每辆车定员310人，其中座位62个，全列车可运载乘客1860人。
5．便利 车站美观明亮环境洁净，设施设备现代化。由于采用自动售检票系统，适应大量乘客使用地铁。站厅与站台层设有督导员与站务员，以协助乘客解决问题。地铁各处均设有明确的导向标志，使乘客搭乘地铁非常方便、简易。
