O termo “ferroviário pesado” tem diferentes significados, dependendo da região do mundo. Geralmente, o transporte ferroviário pesado é definido como um sistema de transporte ferroviário intermunicipal que opera em trilhos dedicados com uma faixa de servidão separada. Alguns americanos também usam o termo em referência ao trânsito rápido, como os trilhos elevados do metrô em Nova York e Chicago. Esse uso americano tem o objetivo de diferenciar esses sistemas de outros sistemas de trens de transporte público que podem compartilhar a estrada com o tráfego.
Normalmente, os trilhos pesados são executados de uma cidade para outra por um único operador de trem, mas essa empresa pode permitir que outras empresas usem os trilhos. Desta forma, os operadores podem criar uma rede de trilhos utilizáveis sem ter que colocá-los pessoalmente. Como os trilhos são compartilhados entre vários operadores, a bitola é padronizada para garantir que todos os trens cabem neles. O uso das pistas também é cuidadosamente programado para evitar colisões.
Ao contrário do transporte ferroviário leve intracity, o transporte ferroviário pesado lida com cargas, além de passageiros. Os próprios trens podem ser mais pesados ou mais leves do que os usados no trânsito urbano e tendem a ser mais lentos. Eles também são projetados para viagens longas, com trens de passageiros oferecendo banheiros, vagões-restaurante e acomodações para dormir. Esses trens podem ficar muito longos e pesados, portanto, a inclinação em trilhos pesados é mantida deliberadamente suave, para que os trens não tenham que escalar montanhas íngremes ou descer rapidamente. Os trilhos também costumam ser suavemente curvados, de modo que os trens não tombem quando fazem curvas em alta velocidade.
Como os trilhos pesados são executados em uma faixa de domínio separada, o trem raramente precisa lidar com o tráfego de veículos. A exceção a essa regra ocorre em cruzamentos de trens, onde um trem pode ter que cruzar uma via pública para chegar a um destino. Nesse caso, o trem geralmente tem prioridade, embora diminua a velocidade antes de chegar ao cruzamento para garantir que todos os carros nas proximidades estejam parados. Para os motoristas, a espera em uma travessia de trem pode ser frustrante quando o trem é extremamente longo.
Especialmente nos Estados Unidos, o transporte ferroviário pesado já reinou supremo, com milhares de quilômetros de trilhos de trem cruzando o país. Com o aumento do transporte rodoviário, o uso de ferrovias pesadas diminuiu, embora muitas mercadorias ainda sejam enviadas por trem. Alguns entusiastas de trens pensam com carinho nesta era e dedicam muito tempo e energia pesquisando sistemas ferroviários pesados. Muitos desses entusiastas do trem também gostam muito de fazer viagens de trem, preferindo o trem a dirigir, voar e viajar de ônibus, uma vez que lhes permite saborear lentamente o país durante a viagem.