Um eixo de vagão é um eixo com o qual uma ou duas das rodas do vagão são fixadas ao próprio vagão. Os vagões geralmente têm dois eixos com duas rodas cada, um eixo na frente do vagão e outro na parte traseira. O eixo traseiro é geralmente fixo em relação ao corpo do vagão, mas o eixo dianteiro às vezes é preso por meio de uma junta articulada que facilita a rotação. Os eixos do vagão são considerados eixos mortos ou preguiçosos – ao contrário dos eixos vivos – porque não são usados para transmitir energia às rodas para mover o vagão.
As rodas são dispositivos muito eficientes para o transporte, mas um dos primeiros desafios enfrentados pelo homem ao implementá-las foi a questão de como prendê-las a plataformas ou caixas que pudessem transportar cargas substanciais. Os eixos foram desenvolvidos para esse fim – hastes ou eixos inseridos no centro de uma roda perpendicularmente à direção de movimento da roda. Dispositivos que se parecem com tubos curtos, chamados rolamentos, são fixados ao corpo do vagão. O eixo do vagão é encaixado nos rolamentos e, em seguida, as rodas são montadas no eixo.
O cubo da roda de um vagão, localizado em seu centro, é um conjunto projetado para prender a roda ao eixo do vagão. No centro da roda há um orifício, geralmente forrado com aço ou ferro. A roda é montada na extremidade do eixo, que geralmente é forrada com uma fina folha de aço ou ferro. Os colares são então montados no interior e exterior da roda e aparafusados à roda e ao eixo, fixando a roda. Este projeto de eixo específico, chamado de rodado, exige que o eixo do vagão e ambas as rodas girem na mesma velocidade.
No entanto, os conjuntos de rodas têm um problema de projeto inerente. Quando o vagão está girando, as rodas do lado externo da curva devem se deslocar mais longe do que a roda interna. As rodas, então, irão escorregar e pular sobre a superfície em uma curva, dependendo de qual tiver a melhor tração, levando, em última instância, a danos estruturais. Em veículos motorizados, esse problema é resolvido pela engrenagem diferencial, que permite que duas rodas em um eixo girem em velocidades diferentes. Projetos mais avançados de vagões resolvem o problema, permitindo que as rodas girem independentemente umas das outras.
A rotação independente da roda pode ser realizada fixando o eixo; isto é, prendendo-o ao corpo do vagão para que ele não possa girar. O eixo então pode ser um único eixo conectando duas rodas, ou dois eixos curtos conectados ao corpo do vagão independentemente um do outro. Os rolamentos são construídos dentro dos cubos das rodas, de modo que girem em torno do eixo fixo.