国际铁路运输一般采取多式联运的形式，托运人在起运地装运货物，托运人收到国际联合铁路运输提单，托运人按规定将货物交付给收货人。 当货物从一国铁路转移到另一国铁路时，无需收货人或托运人的参与，途径国家根据国际条约承担国际铁路联运义务。
传统的国际铁路线是西伯利亚大桥铁路，而新欧亚大桥铁路是发展非常迅速的国际铁路线。
除欧亚铁路运输外，我国铁路联运还包括香港、澳门等地的铁路运输。尽管对港澳的铁路运输都是按照国内运输办理，但与一般的国内运输不同，由于香港是自由港，货物在内地和香港之间进出，需要办理报关等手续。而澳门的铁路运输，则是先把货物运到广州南站，然后再转船到澳门，类似于香港。
传统欧亚大陆桥上的西伯利亚大陆桥铁路运输
从东部到海参崴，经过我国的黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古自治区，再到俄罗斯的伯力、伊尔库次克、新西伯利亚、鄂木斯克、车里雅宾斯克、古比雪夫，最后到达莫斯科。总共超过9300公里。该线路东接中国和朝鲜，西接中欧、北欧和西欧国家，由莫斯科向南连接伊朗。我们同前苏联、东欧国家和伊朗进行贸易，主要是用这条铁路运输。
新欧亚大陆桥铁路(第二条欧亚大陆桥)
从江苏连云港到陇海铁路、兰新铁路，从江苏、安徽、河南、陕西、甘肃、青海、新疆7个省、区，从阿拉山口到哈萨克斯坦铁路，从俄罗斯、波兰、德国到荷兰鹿特丹港，都有直达。与海运相比，全程短9000公里，比传统的西伯利亚大陆桥短3000公里，这条国际铁路运输路线极大地促进了我国与欧亚国家的经贸往来。
除欧亚大陆桥外，国际铁路运输的主要铁路干线包括：
美国连接大西洋和太平洋铁路。
美国北太平洋铁路A线：西雅图→圣保罗→芝加哥→底特律→斯波坎。
第二条美国南太平洋铁路线路：洛杉矶→阿尔布开克→堪萨斯城→圣路易斯→辛辛那提→华盛顿→巴尔的摩(圣菲铁路)→洛杉矶→图森→帕索→休斯顿→新奥尔良。
路线：旧金山→奥格登→奥马哈→芝加哥→匹兹堡→费城→纽约，这条美国联合太平洋铁路。
加拿大连接大西洋和太平洋的铁路。
加拿大的太平洋铁路，A线：温哥华→卡尔加里→温尼伯→蒙特利尔→圣约翰→哈利法克斯。
加拿大国铁B线：鲁珀特港→埃德蒙顿→温尼伯→魁北克。
