Die Railgun, oder einfacher Railgun, verwendet ein magnetisches Feld, das durch Elektrizität angetrieben wird, um ein Projektil zu beschleunigen. Obwohl die Grundideen, die der Konstruktion eines Rail-Guns zugrunde liegen, einfach sind, führt das Abfeuern eines typischen Rail-Gun-Projektils zu einer enormen Abstoßungskraft. Das Ergebnis ist das
die Railgun muss nach fast jedem Schuss gewartet werden, was sie weniger praktisch macht als herkömmliche Projektile. Sie erfordern auch eine sehr große Stromversorgung, die etwa eine Million Ampere Strom liefern kann, was die Herstellung tragbarer Schienenkanonen erschwert.
Eine Rail Gun besteht aus zwei fest verankerten parallelen Metallschienen, die an eine elektrische Stromversorgung angeschlossen sind. Ein elektrisch leitendes Projektil wird zwischen die Schienen gelegt und schließt den Kreis. Die elektrisch geladenen Metallschienen verhalten sich wie Elektromagnete und erzeugen ein Magnetfeld, das um jede Schiene zirkuliert. Ein Feld bewegt sich im Uhrzeigersinn um seine Schiene, das andere im Uhrzeigersinn, wodurch ein Magnetfeld dazwischen entsteht, das eine Nettokraft parallel zu den Schienen erzeugt, weg von der Stromversorgung. Das Projektil verhält sich wie jeder geladene Draht in einem elektrischen Feld und erfährt eine Kraft senkrecht zur Stromrichtung und zur Richtung des Magnetfelds. Dies wird als Lorentzkraft bezeichnet.
Wenn der elektrische Strom sehr stark ist, beschleunigt das Projektil, das starken Kräften ausgesetzt ist, bis zum Ende der Schienenkanone gegenüber der Stromversorgung und tritt durch eine Öffnung aus. Der so unterbrochene Stromkreis beendet den Stromfluss. Das Projektil muss während der Beschleunigung physischen Kontakt mit den Schienen haben. Wenn sich das Projektil schnell genug bewegt, kann allein die Reibung die Schienen ernsthaft beschädigen oder sogar verdampfen, wenn keine ausreichend starken Materialien vorhanden sind. Auch wenn die Schienen nicht sicher an einer stabilen Oberfläche befestigt sind, können sie durch starke Energien innerhalb der Schienenkanone auseinandergetrieben werden.
Viele Millionen Dollar wurden vom US-Militär in die Erforschung von Schienengeschützen investiert, und es wurden viele erfolgreiche Prototypen entwickelt, die sehr hohe Mündungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 3.5 km/s (2.17 mps) aufweisen, etwa dreimal schneller als moderne Gewehre. Diese Konstruktionen erfordern jedoch große Stromversorgungen, und die Wartung bleibt ein Problem. Die US-Marine hat aufgrund ihrer nicht-explosiven Munition Interesse an Rail Guns bekundet, aber sie wurden nicht allgemein verwendet. Eine vorgeschlagene Lösung für das Problem des Verschleißes von Schienenkanonen ist die Idee, sehr kleine Projektile zu verwenden, die mit sehr hohen Geschwindigkeiten beschleunigt werden, eine Konstruktion, die manchmal als Nadelkanone bezeichnet wird.
Schienenkanonen wurden auch im Zusammenhang mit friedlichen Anwendungen wie der Raumfahrt diskutiert. Eine sehr lange Schienenkanone oder ein Massenantrieb könnte verwendet werden, um Nutzlasten zu beschleunigen, um der Geschwindigkeit zu entkommen, und das zu Kosten, die weitaus billiger sind als die von chemischen Raketen. Ein Nachteil sind die hohen Anfangsinvestitionen, die erforderlich sind, um einen solchen Massentreiber zu bauen. Um einen Massenantrieb zu schaffen, der ein Projektil mit einer für menschliche Passagiere akzeptablen Geschwindigkeit (~2 gs) auf eine Fluchtgeschwindigkeit beschleunigt, wäre ein Lauf mit einer Länge von ~50 km (30 Meilen) erforderlich. Eine weitere potenzielle Anwendung von Railguns könnte im Bereich der Kernfusion liegen, wo immense Drücke und Temperaturen erforderlich sind, um Atomkerne miteinander zu verschmelzen.