На ЖД пути в среднем через каждые 7—10 км расположены станции. На больших узловых станциях имеются пути для отправления и приёма грузовых и пассажирских поездов, для выгрузки и погрузки грузов, сортировки вагонов. На больших станциях имеется локомотивные и вагонные депо, мастерские, электростанция, склады горючего, грузов, пассажирские вокзалы.
К большим станциям примыкает довольно много подъездных дорог, ведущих к заводам, рудникам и шахтам. С этих дорог груженые вагоны подаются на станцию, и из них на дорогах сортировочного парка составляют поезда. Многие прибывающие на станцию грузовые составы по окончании маленькой стоянки отправляются дальше. Но имеется много поездов, каковые складываются из вагонов различного назначения. Эти вагоны нужно включить в другие составы либо направить на выгрузку. Такие поезда прибытия подаются по назначениям на сортировочную горку, и вагоны расцепляются. Пути сортировочной горки проходят через возвышение — горб, с которого вагоны скатываются под действием собственного веса на пути сортировочного парка. Локомотив надвигает — толкает позади заблаговременно расцепленный состав на горку. Оператор переводит стрелки на тот либо второй путь, в зависимости от того, куда дальше отправится этот вагон. Вагоны, скатывающиеся с горки, группируются по назначениям на сортировочных дорогах. Дабы они не разбились при скатывании, их тормозят вагонными замедлителями, расположенными на горках и под-горочных дорогах, и подкладывая под колеса вагонов металлические «ботинки». На станциях с громадным числом сортируемых вагонов перевод стрелок на горке и торможение вагонными замедлителями производятся машинально, посредством особого устройства — горочной автоматической централизации стрелок.
Кроме больших станций, в большинстве случаев расположенных на ЖД узлах, где скрещиваются ЖД линии различных направлений, имеется довольно много небольших станций, именуемых промежуточными, с малым числом дорог.
На однопутных линиях (они проложены в том месте, где перемещение относительно маленькое) устраиваются разъезды, на которых поезда одного направления ожидают прибытия встречных поездов.
Станции отделяются друг от друга перегонами. На перегоне однопутной линии может пребывать лишь один поезд, а на перегоне двухпутной линии — два (по одному в каждом направлении). Поезд возможно выпустить с данной станции на перегон лишь тогда, в то время, когда прошлый поезд придет на следующую станцию. По окончании того как получено извещение о прибытии, возможно поднять на данной станции крыло выходного семафора — путь свободен, поезд возможно отправлять.
Дабы пропустить больше поездов и обеспечить безопасность перемещения, на ЖД линии используют автоматическую блокировку: перегон между станциями разделяют светофорами на пара блок-участков. Рельсы соседних блок-участков изолированы друг от друга прокладками. По рельсам каждого участка пропускается не сильный ток. Поезд, вступив на участок, замыкает цепь, в следствии чего на светофоре зеленый свет переключается на красный. По окончании освобождения поездом этого участка рельсовая цепь размыкается, первый светофор переключается с красного света на желтый, а второй — с зеленого на красный. По окончании того как поезд освобождает второй блок-участок, желтый свет на первом светофоре заменяется зеленым, а на втором красный заменяется желтым.
Еще более идеальное устройство — автоматическая локомотивная сигнализация, при которой в будке машиниста устанавливается светофорчик, повторяющий показания путевых сигналов. В большинстве случаев наряду с этим локомотив оборудуется и автостопом, включающим автотормоз и останавливающим поезда перед закрытым светофором, в случае, если машинист почему-либо не смог сам этого сделать. При автоматической блокировке по железной дороге возможно пропустить намного большее количество поездов, чем без нее. А это разрешает расширить перевозки, снизить их себестоимость.
Все шире используется диспетчерская централизация, помогающая диспетчеру руководить перемещением поездов на участке длиной 200—250 км. Перед диспетчером — световое табло, на котором нанесены схемы всех станций и перегонов участка. Диспетчер видит на этом табло, где находятся поезда, следующие по участку, как лучше применять свободные дороги на станциях, свободные перегоны, дабы стремительнее пропустить поезда. Передвигая рукоятки на табло и нажимая кнопки, диспетчер переводит стрелки на станциях, дает сигналы отправления поездам, принимает и отправляет поезда. Подобные же табло с нанесенными дорогами используются и для управления сигналами и стрелками на станциях. Дабы пропустить поезд через станцию, достаточно надавить на табло две кнопки — в конце и начале схемы маршрута (в пределах станции), и все стрелки, входящие в маршрут, машинально переводятся. Наряду с этим занятые вагонами пути машинально исключаются из маршрута, и стрелки переводятся лишь на свободные дороги.
Все шире употребляется радио для t связи диспетчера с машинистом локомотива на перегоне, маневрового диспетчера с маневровым локомотивом. Все в громадных масштабах используется на станциях телевидение, разрешающее ускорить и упростить управление сортировочной и грузовой работой.
Автоматизация (с применением электронных вычислительных автомобилей) используется кроме этого при разработке и ответе разных оперативного регулирования и задач планирования работы железных дорог.