Izraz “težka tirnica” ima različne pomene, odvisno od regije sveta. Na splošno je težka železnica opredeljena kot sistem za medkrajevni vlak, ki vozi po namenskih tirih, ki imajo ločeno prednost. Nekateri Američani uporabljajo izraz tudi v zvezi s hitrim tranzitom, kot so dvignjene tire podzemne železnice v New Yorku in Chicagu. Ta ameriška uporaba naj bi razlikovala te sisteme od drugih vlakovnih sistemov javnega prevoza, ki lahko delijo cesto s prometom.
Običajno težke železniške tire iz enega mesta v drugo vodi en sam železniški operater, vendar lahko to podjetje drugim podjetjem dovoli uporabo tirov. Na ta način lahko operaterji ustvarijo mrežo uporabnih tirov, ne da bi jih morali osebno polagati. Ker si tire deli več operaterjev, je profil standardiziran, da se zagotovi, da se nanje prilegajo vsi vlaki. Tudi uporaba tirov je skrbno načrtovana, da bi se izognili trkom.
Za razliko od lahke železnice znotraj mesta, težka železnica poleg potnikov obravnava tudi tovor. Vlaki sami so lahko težji ali lažji od tistih, ki se uporabljajo v mestnem tranzitu, in so ponavadi počasnejši. Namenjeni so tudi za dolga potovanja, saj potniški vlaki ponujajo kopalnice, vagone restavracije in spalne prostore. Ti vlaki so lahko zelo dolgi in okorni, zato je naklon na težki tirnici namerno nežen, tako da se vlakom ni treba vzpenjati po strmih gorah ali se hitro spuščati. Tiri so običajno tudi rahlo ukrivljeni, tako da se vlaki ne prevrnejo, ko se zavijajo pri visoki hitrosti.
Ker so težki tiri speljani na ločeni prednostni poti, se vlak le redko ukvarja s prometom vozil. Izjema od tega pravila je na železniških prehodih, kjer bo morda moral vlak prečkati javno cesto, da doseže cilj. V tem primeru ima vlak običajno prednost, čeprav upočasni, preden pride na prehod, da zagotovi, da so vsi avtomobili v bližini ustavljeni. Za strojevodje je lahko čakanje na vlakovnem prehodu frustrirajuće, ko je vlak izjemno dolg.
Zlasti v Združenih državah je nekoč vladala težka železnica, saj je državo prečkala na tisoče kilometrov železniških tirov. S porastom tovornega prometa se je uporaba težkih železnic zmanjšala, čeprav se veliko blaga še vedno pošilja z vlaki. Nekateri ljubitelji vlakov z naklonjenostjo mislijo na to obdobje in posvečajo veliko časa in energije raziskovanju težkih železniških sistemov. Mnogi od teh navdušencev nad vlaki tudi zelo uživajo v potovanjih z vlakom, pri čemer imajo raje vlak kot vožnjo, letenje in avtobuse, saj jim omogoča, da med potovanjem počasi uživajo v deželi.