열차(列車, 문화어: 렬차, 영어: Train) 또는 기차(汽車)는 선로 위를 달리는 한 대 이상의 열차들이 서로 일렬로 연결되어 있는 차량을 일컫는다. 가장 긴 이동수단이다. 열차는 일반적으로 기관차나 철도 차량(간단히 "엔진"이라고도 함)에 의해 끌거나 밀지만, 일부는 여러 장치와 같이 자체 추진된다. 승객과 화물은 마차라고도 알려진 철도 차량으로 운반된다. 열차는 특정 게이지 또는 레일 사이의 거리에 맞게 설계되었다. 대부분의 열차는 강철 바퀴가 달린 강철 선로에서 운행되며, 마찰이 적어 다른 형태의 운송 수단보다 효율적이다.
열차는 철로를 사용하고 말이나 케이블로 끄는 마차에 뿌리를 두고 있다. 1802년 영국에서 증기기관차가 발명된 후, 열차는 전 세계로 빠르게 확산되어 화물과 승객이 이전보다 더 빠르고 저렴하게 육상으로 이동할 수 있게 되었다. 고속 대중교통과 트램은 도시 안팎에서 많은 사람들을 수송하기 위해 1800년대 후반에 처음 건설되었다. 1920년대부터 제2차 세계대전 이후 가속이 붙기 시작하면서 디젤 기관차와 전기 기관차가 증기 기관을 대체하게 되었다. 더 빠른 비행기뿐만 아니라 더 큰 이동성을 제공하는 자동차, 트럭 및 광범위한 고속도로 네트워크가 개발됨에 따라 열차의 중요성과 시장 점유율이 감소하고 많은 철도 노선이 버려졌다. 버스의 확산으로 인해 이 기간에도 많은 고속 대중교통과 트램 시스템이 폐쇄되었다.
1970년대부터 정부, 환경보호론자, 열차 옹호론자들은 다른 육상 교통 수단에 비해 연료 효율이 높고 온실가스 배출이 낮다는 이유로 열차 사용 증가를 장려해 왔다. 1960년대에 처음 건설된 고속철도는 단거리 및 중거리에서 자동차, 비행기와 경쟁할 수 있는 경쟁력이 입증되었다. 통근철도는 21세기 경전철과 마찬가지로 혼잡한 고속도로의 대안이자 발전 촉진 수단으로 1970년대부터 그 중요성이 커졌다. 화물 열차는 석탄, 곡물과 같은 대량 상품의 운송에 중요할 뿐만 아니라 화물 트럭의 도로 교통 혼잡을 줄이는 수단이기도 하다. 기존 열차는 두 개의 레일이 있는 상대적으로 평평한 선로에서 운행하는 반면, 운행 모드가 크게 다른 특수 열차도 많이 있다. 모노레일은 단일 레일에서 작동하는 반면, 푸니쿨라와 랙 레일은 가파른 경사면을 횡단하도록 독특하게 설계되었다. 자기 부상을 이용해 유도로 위로 떠다니는 고속 자기부상열차와 같은 실험 열차는 2020년대에 개발 중이며 가장 빠른 기존 열차보다 더 빠른 속도를 제공한다. 천연가스, 수소 등 대체 연료를 사용하는 열차는 또 다른 21세기 발전이다.