Podzemna železnica je vlakovni sistem, ki se nahaja v celoti pod zemljo. Prva je bila londonska podzemna železnica, ki so jo odprli leta 1863, in številna mesta so sledila temu, ko so spoznala, kako uporaben bi lahko bil tak sistem vlakov. Ker so podzemne železnice na drugem nivoju kot splošni promet, lahko delujejo povsem avtonomno, brez prometa in drugih težav na površinskih ulicah. Uporabljajo namenske tire, tako da lahko tečejo tudi hitro in pogosto, zaradi česar so dragocen dodatek k omrežju javnega prevoza.
Običajno podzemna železnica deluje na elektriko, ki je pogosto oskrbljena s tako imenovanim “tretjim tirom”. Vlaki vozijo po dveh tradicionalnih tirih, tako kot nadzemni vlaki, in se poganjajo preko vesla, pritrjenih na tretji tir. Ta tir predstavlja veliko nevarnost za ljudi, ki so dovolj neumni, da skočijo na tire, saj je pod zelo visoko napetostjo in je izpostavljena brez izolacije. Zaradi skrbi glede tretje tirnice so tiri običajno potopljeni pod nivo postajnega perona, da bi preprečili skakanje, potnike pa opominjajo, naj se umaknejo od roba perona, razen če se vkrcajo.
V nekaterih primerih lahko sistem podzemne železnice poleg podzemnega sistema integrira nadzemne ali dvignjene tire. Običajno podzemna železnica ostaja pod zemljo v središču mesta, medtem ko se dvignjene tire raztezajo na manj prometna območja. Ti tiri se lahko povežejo tudi z drugimi tranzitnimi sistemi, kot je mestna železnica, ki pripelje ljudi iz predmestja, ali sistem mestnega avtobusa.
Tako kot druge oblike javnega prevoza je večina podzemnih železnic močno subvencionirana s strani regij, v katerih vozijo. Te subvencije ohranjajo razmeroma poceni vozovnice, kar spodbuja potnike, da izberejo vlak namesto osebnih vozil. Če je dobro voden in je povezan z drugimi tranzitnimi sredstvi, lahko igra pomembno vlogo pri zmanjševanju splošnega prometa, zaradi česar je mesto prijetnejše za življenje, delo in igro.
V mnogih mestih podzemna železnica vključuje več tirnih sistemov, ki se razprostirajo pod mestom za široko pokritost. Pogoste postaje ob tirih zagotavljajo, da bodo ljudje lahko hitro prispeli na cilj. Ljudje se pogosto zaračunavajo glede na dolžino njihovega potovanja, čeprav na nekaterih območjih potniki uporabljajo tranzitne vozovnice s tem računom na potovanje ali količino časa, porabljenega v sistemu podzemne železnice. Železniška družba se običajno trudi, da je sistem enostaven za navigacijo in gostoljuben za obiskovalce, da med bivanjem v mestu ne bodo povzročali prometnih zastojev.