Eine Museumsbahn ist eine Eisenbahnstrecke, die aus historischen Gründen unterhalten wird und nicht zur Beförderung von gewerblichen Personen und Gütern. Solche Eisenbahnen werden manchmal als touristische oder erhaltene Eisenbahnen bezeichnet und sind nicht nur geschätzte Touristenattraktionen, sondern auch lebendige Beispiele der Eisenbahngeschichte und daher für einige Menschen von großem Interesse. Viele Regionen haben eine oder zwei historische Eisenbahnen, dank der einstmals reichlich vorhandenen Eisenbahnen auf der ganzen Welt, und Tickets sind in der Regel leicht erhältlich für diejenigen, die sie wünschen.
Eisenbahnlinien und Bahnhöfe wurden im 20. Jahrhundert massenhaft aufgegeben, als die Betreiber begannen, sich dem Lastwagenverkehr und anderen Verkehrsmitteln zuzuwenden. Vor allem in kleinen, ländlichen Gemeinden ist der Betrieb einer Bahnstrecke wirtschaftlich nicht mehr machbar, was dazu führt, dass viele Unternehmen massive Streckenabschnitte stilllegen und ältere Eisenbahnwaggons wie Dampflokomotiven und alte Personenwagen stilllegen.
In den 1950er Jahren erkannten Naturschutzorganisationen, dass der Verlust traditioneller Eisenbahnen und Ausrüstung eine große Tragödie sein könnte, und boten an, verlassene Bahnhöfe und Gleise aufzukaufen. Viele Bahnunternehmen luden gerne ungenutzte Sachen und Geräte ab, manche interessierten sich auch für den Aspekt der Denkmalpflege. Viele Bahnangestellte waren zum Beispiel traurig über den Niedergang der traditionellen Dampflokomotiven und freuten sich, dass solche Lokomotiven erhalten und in Museumsbahnen eingesetzt wurden.
In vielen Fällen gehört eine Museumsbahn einem Enthusiasten oder einer Denkmalschutzorganisation, die gezwungen sein kann, hohe Preise für Tickets zu verlangen, um die Bahn zu unterhalten. Trotz der typischerweise kurzen Zugfahrten unterliegen die Gleise und die Bahnausrüstung dennoch einem hohen Verschleiß, der hohe Wartungskosten verursacht. Denkmaleisenbahnen werden auch von gewinnorientierten Unternehmen unterhalten, von denen viele mehrere Denkmaleisenbahnstätten aufgekauft haben, um das Unternehmen profitabler zu machen.
Eine Fahrt mit einer Museumseisenbahn dauert in der Regel nur wenige Stunden und kann an einer Stichstraße oder Sackgasse enden, obwohl einige Museumseisenbahnen Transporte zwischen verschiedenen Städten oder anderen Sehenswürdigkeiten anbieten. Unterwegs können die Fahrgäste interessante Landschaften genießen und erleben, wie es gewesen sein könnte, in ihrer Blütezeit mit historischen Zügen zu fahren. Einige Mitarbeiter der historischen Eisenbahn verkleiden sich in historischen Kostümen und restaurieren ihre Züge sorgfältig, um historisch genaue Annehmlichkeiten und Dekorationen zu bieten, die ihren Gästen ein komplettes Erlebnis bieten.