Uma locomotiva é um tipo especializado de vagão de trem que é autopropelido, gerando energia por meio da queima de combustível, do uso de eletricidade, levitação magnética ou outros métodos experimentais. As locomotivas podem ser usadas para empurrar ou puxar vagões de trem e podem ser vistas em trilhos de ferrovias em todo o mundo, impulsionando passageiros e cargas para vários locais.
Como regra geral, uma locomotiva é extremamente potente, porque deve ser capaz de puxar ou empurrar uma corrente de vagões de trem. Ao contrário das locomotivas, os vagões carecem de uma fonte de energia e seu movimento é totalmente dependente da locomotiva. As locomotivas podem puxar longas fileiras de carros pesados em superfícies planas e rampas, e são literalmente as casas de força dos trens.
As primeiras locomotivas foram desenvolvidas na primeira década de 1800 e eram movidas a vapor. Eles também eram bastante rústicos e de baixa potência, embora a máquina a vapor fosse rapidamente refinada durante os anos 1800 para criar locomotivas a vapor poderosas que podiam queimar madeira, carvão e outros materiais, dependendo do que estava disponível. O desenvolvimento da locomotiva permitiu a construção de ferrovias, que foram um método dominante de transporte terrestre de pessoas e cargas durante boa parte da primeira metade do século XX.
Embora a imagem clássica de uma locomotiva envolva a colocação na cabeça do trem, uma locomotiva também pode empurrar por trás. Algumas ferrovias usam o que é conhecido como operações push-pull, nas quais uma locomotiva puxa um trem em uma direção e o empurra na outra. Isso elimina a necessidade de troca demorada de trilhos, já que o trem pode se mover facilmente em qualquer direção.
As locomotivas projetadas para puxar trens de carga tendem a ser mais musculosas, já que os trens de carga podem ficar muito longos e extremamente pesados. As locomotivas de passageiros são mais leves. Switchers ou locomotivas de manobra são os menores e mais ágeis da família de locomotivas, sendo usados para mover trens e vagões de trem em pátios de trem. Como regra geral, os switchers são capazes de uma grande quantidade de tração, permitindo-lhes colocar trens pesados em movimento rapidamente e usar essa energia para movê-los até seus destinos finais.
Várias ferrovias continuam a operar locomotivas a vapor clássicas, normalmente como uma novidade. Muitos outros usam diesel e outros combustíveis para alimentar suas locomotivas, enquanto as locomotivas elétricas estão crescendo em popularidade, junto com as locomotivas que usam mais tecnologia experimental. Os sistemas de metropolitano ligeiro utilizados para deslocações pendulares utilizam frequentemente automóveis com motor próprio, conhecidos como autocarros ou automóveis; como cada vagão funciona com sua própria energia, é fácil movimentar os trens leves sobre trilhos conforme necessário, ajustando o número de vagões e viagens para atender à demanda.