城市轨道交通是城市公共交通系统中的一个重要组成部分，泛指在城市中沿特定铁轨运行的公共交通工具。

城市轨道交通系统是对此一系统的现象实行描述的命名方式，“城市”指在人口稠密的城市地区，“轨道交通”是指以轨道形式为主的交通模式，其中又包含了通勤铁路、地铁、轻轨、单轨铁路、有轨电车、导向公车、缆索铁路及索道（可能亦包含无轨电车）等多种类型。 城市轨道交通在中国的定义是：采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包含地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车、磁浮系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。

• 地铁：大多数的城市轨道交通系统都建造于地底之下，故多称为“地下铁路”，或简称为地铁、地下铁。由于为了配合修筑的环境，也有地面及地上的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地底与地面上的高、中运量交通运输系统。

• 捷运：在 台湾，高、中运量之城市轨道交通系统通常被称为“捷运”，用法类似于地铁，是为了区别轻轨运输及 台湾铁路经营管理局的地下化区段所致。

• 轻轨 (轻铁)：在专业领域，“轻轨”与“地铁”的区分方式在于线路适应能力的区别，“轻轨”指具备和机动车混行能力的城市轨道交通系统，而“地铁”指不具备和机动车混行能力的城市轨道交通系统。 轻轨电车由于可以与其他交通工具共同使用道路路面，因此有时习惯上可能不被算在城市轨道交通系统范围之内。但是随着现代公共交通技术的进展，也有越来越多的城市采用有轨电车和轻轨混合的方式，在腹地宽广的地方单独架轨，在腹地狭窄的地方则采公用道路路面，根据具体状况灵活设站，两者的分界也越来越模糊。

• 有轨电车：在汽车技术成熟、普及之前的十九世纪末至二十世纪，有轨电车曾经是城市内部公共交通的主力。在中国，有轨电车曾经相当普及，大中城市如上海、北京、天津、广州、哈尔滨、沈阳、长春、大连、鞍山、 香港等均有。1949年后，大量有轨电车系统被拆除，仅有长春、大连和 香港的有轨电车还保留或改建，作为普通（非观光）市内公交工具。进入二十一世纪，中国大陆又重新开展了新一轮的有轨电车建设，包含南京、珠海、沈阳、淮安、苏州、上海、北京等大、中、小城市均开始了有轨电车建设。一些规模中等的首府城市，例如海口、拉萨，也将有轨电车作为城市轨道交通规划的首要选项。

城市轨道交通系统的运营方式可大致分为两种。一是由政府或自治团体来兴建、营运，被称为公营。另一个则是由民营企业兴建、营运，是为民营。同时还存在着第三种营运方式，经营者虽然是民营企业，但出资者则是公营团体，即PPP模式这在欧洲和日本较常见。 由于兴建城市轨道交通需要大量资金，紧要资金来源为政府提给，或向银行借贷。自 香港铁路有限企业以地产（紧要为车站／车厂上盖进展为地产项目）补助铁路营运模式获得成功后，各地已有不少城市轨道交通企业仿效（如深圳地铁集团）。这种模式以政府提给车站及／或车厂地皮，作交通系统的兴建资金来源，由城市轨道交通企业寻找地产开发企业合作开发上盖项目。

在一些地区，轨道交通系统的票价无论时间还是乘车长度的长短都是定额的。但是也有很多国家的轨道交通票价是按照乘坐距离（或依里程划分区别区间）来决定的。在德国等欧洲国家，轨道交通的票价采取地域制，以某地方为中心，向外辐射来划定地域，在一个地域（里程）内票价相同，而下一个地域内则又有新的票价。很多国家组织了交通营运联合体，轨道交通系统与其他大众运输工具实行票证整合，轨道交通系统的车票在其他交通工具（如公共汽车或地区铁路）上也能使用。

很多城市轨道交通系统导入了自动收费系统，这样可节省大量人工，节省运营成本。只要插入专用车票或IC卡，自动收费系统的验票闸门就可自动放行。在日本，城市轨道交通系统的自动收费装置还有诸如自动判定票的余额是否不足与判定使用次数等智慧功能。

另外在德国和奥地利等国，轨道交通系统营运采用实行“自助餐制”。全面废止在车站内验票，而是在车内实行突击验票。在这个状况，若是逃票要缴交正常票价8倍以上的高额罚款（这些国家内的其他市内交通机关也施行同样的制度）。若境外游客逃票超过一定次数，甚至会影响该游客的诚信档案以至于无法成功办理第二次签证。