电力机车有直流、交流两种。机车内装有电动机,利用电力使车轮转动起来。它的机械构造比内燃机车简单,购买、保养的价格都较低,而且功率大。它的工作效率很高,没有污染。在电力资源较丰富的国家,如日本,电力机车就占绝对优势。用煤作一次能源,进行火力发电,有30%的热能可以转变为电能,而电力输送及电机工作的效率都很高,所以电力机车的能量利用率较高,远远大于蒸汽机车只有7%的利用率,因此,应用电力机车可节约能源。但电气化的铁路沿线要设置变电所、电网,这些设备要花很多钱。所以,在运输繁忙的干线上,电力机车较为适用,而在运输不忙的支线上,使用内燃机车更为经济、合理。
世界上最早实现铁路电气化的国家是多山地的瑞士。而电气化铁路线路最长的国家是苏联。到1983年,苏联的电气化铁路有46826千米,占全世界的27.1%,占全苏联铁路的32.6%。电气化铁路线路在1万千米以上的国家还有日本(14438千米)、德国(11553千米)、法国(10335千米)。
我国也在积极建设电气化铁路,如陇海路(兰州——连云港)、宝成路(宝鸡——成都)、郑武路(郑州——武汉)、大秦路(大同——秦皇岛)、丰沙大路(丰台——沙城——大同)等,都已电气化了。随着社会主义事业的不断发展,铁路电气化会越来越普及。