O cale ferată transcontinentală este un sistem feroviar care traversează un întreg continent și se termină la o mare sau la alte granițe continentale. Aceste sisteme feroviare au fost cândva vârful inovației tehnologice umane și chiar și astăzi se dovedesc un mijloc de transport util și convenabil pentru mulți. Căile ferate transcontinentale încă există pe toată planeta și sunt utilizate în mod regulat atât pentru transportul de pasageri, cât și pentru transportul de marfă.
Mulți istorici consideră construirea primei căi ferate transcontinentale americane ca un moment de reper în istoria SUA. Construită în anii 1860, calea ferată a unit paradisurile cultivate de pe Coasta de Est cu sălbăticiile deschise și înfloritoare ale Vestului, eliminând lunile obositoare de călătorii periculoase pentru mii de călători. Această cale ferată transcontinentală a traversat de fapt doar jumătate din țară direct; terminusul estic din Omaha, Nebraska era conectat la o rețea deja existentă de căi ferate estice. Abia în 1869 calea ferată a intrat în contact cu Oceanul Pacific, deoarece capătul terminus vestic inițial se afla la peste 100 de mile (161 km) de Pacific, în capitala California, Sacramento.
În timp ce calea ferată transcontinentală americană a fost salutată ca un moment luminos al superiorității tehnologice americane, calea ferată în sine sa dovedit un eșec comercial. Puternicii baroni ai căilor ferate care dețineau traseul au aflat curând că costul întreținerii unei linii care trecea prin zeci de zone meteorologice și de altitudine era mult mai scump decât plănuiseră inițial. Deși a unit o țară, calea ferată a căzut curând în paragină. Deși părți ale căii ferate rămân în funcțiune în secolul 21, aceasta nu mai este folosită ca rută transcontinentală.
Calea ferată transsiberiană, care leagă Moscova de Marea Japoniei, s-a confruntat cu clime mult mai dure decât efortul american, dar s-a dovedit mult mai durabilă în timp. Începută în 1891, această cale ferată transcontinentală a suferit o construcție și îmbunătățire mai mult sau mai puțin continuă, devenind una dintre cele mai cunoscute rute feroviare din lume. În secolul 21, timpul de traversare de la Pacific până la granița de vest a Rusiei durează aproximativ 12 zile de tranzit.
În Australia, marea cale ferată transaustraliană s-a confruntat cu probleme interesante de proiectare, în timp ce a străbătut câmpia fierbinte de moarte Nullabor la începutul secolului al XX-lea. Principalul motiv de îngrijorare a fost că statele australiene individuale aveau fiecare ecartament feroviar specific, niciunul dintre care nu se potrivea unul cu celălalt. Viteza rutei a suferit foarte mult din cauza acestei probleme, care a forțat pasagerii și marfa să descarce și să reîncarce pe diferite locomotive de fiecare dată când dimensiunea ecartamentului s-a schimbat. În anii 20, standardizarea acestei căi ferate transcontinentale a fost finalizată, permițând o călătorie pe îndelete de la Port Augusta în sud-est la Kalgoorlie în vest.