Un ferrocarril de montaña viaja sobre una montaña cuyo gradiente es empinado. Para que un tren recorra tales pendientes precipitadas, se pueden emplear muchos métodos diferentes de escalada. Los métodos utilizados más comúnmente incluyen un tren cremallera, un teleférico y un funicular.
Un ferrocarril normal opera según el principio de adhesión. La fricción entre las ruedas y el riel es tan grande que la potencia entregada a las ruedas hace que el tren se mueva. La fricción deja de ser eficiente al alcanzar una pendiente media y deja de funcionar por completo en pendientes más pronunciadas. Como resultado, los ferrocarriles de montaña utilizan otras técnicas para atravesar paisajes casi verticales.
Un ferrocarril cremallera soluciona este dilema de adhesión al agregar una configuración de cremallera y piñón al ferrocarril de montaña. Este es un método impulsado por locomotora, a diferencia de los otros, en el que se coloca un tercer riel entre los dos rieles normales, que el tren puede agarrar con un diente, o dientes, montados debajo de él. Este riel central se llama riel de cremallera y tiene dientes que se elevan desde su superficie superior o desde sus costados. Los dientes están montados en la parte inferior del tren que se bloquean con el riel del bastidor. El resultado es un simple ferrocarril de montaña que evita que el tren pierda su agarre mientras corre tanto cuesta arriba como cuesta abajo.
Un teleférico es un tipo de ferrocarril de montaña con un tren conectado mediante un cable a un motor estacionario que reside en el destino elevado. A menudo se da el caso de que estos trenes no están conectados permanentemente al cable. Los cables y los automóviles pueden cambiarse de una pista a otra según se presente la necesidad. El tren no utiliza un motor de locomotora con este diseño. Los ferrocarriles de cable se emplean con mayor frecuencia en sitios de trabajo como minas y canteras.
El funicular es similar al teleférico. También utiliza un sistema montado por cable para mover sus automóviles hacia arriba y hacia abajo de un ferrocarril de montaña. A diferencia de un teleférico, el cable del funicular está conectado a dos vagones, o tranvías, de igual peso. Mientras uno sube por la pendiente, el otro baja, cada uno equilibrando al otro y evitando cualquier tipo de movimiento drástico. Como resultado, se requiere muy poca energía para mover los trenes y una polea eléctrica simple es capaz de mover ambos vagones en el ferrocarril de montaña.