Ο σχεδιασμός, η δομή και η λειτουργία όλων των σιδηροδρομικών συστημάτων είναι ο κύριος σκοπός της σιδηροδρομικής μηχανικής. Πολιτικός μηχανικός, μηχανικός υπολογιστών, ηλεκτρολόγος μηχανικός, μηχανολογία και άλλοι κλάδοι μηχανικής συνδυάζονται για να δημιουργήσουν μηχανική σιδηροδρόμων. Όπως συμβαίνει με πολλά άλλα επαγγέλματα, η μηχανική σιδηροδρόμων έχει ένα παρελθόν που έχει χτιστεί εξ ολοκλήρου από ανάγκη.
Προς τις αρχές του 19ου αιώνα, οι σιδηρόδρομοι έγιναν η πιο δημοφιλής μορφή ταξιδιού. Δεδομένου ότι η κατασκευή και η συντήρηση των σιδηροδρόμων ήταν περίπλοκη, η ανάγκη για εξειδικευμένους μηχανικούς σιδηροδρόμων αυξήθηκε γρήγορα. Αρχικά, οι μηχανικοί σιδηροδρόμων δούλευαν κυρίως σε τρένα που κινούνταν με ατμό, αφού τα περισσότερα τρένα εκείνη την εποχή είχαν ατμομηχανές. Καθώς το σιδηροδρομικό σύστημα γινόταν όλο και πιο σημαντικό, σχεδιάστηκαν τρένα ντίζελ και ηλεκτρικά. Ως εκ τούτου, οι μηχανικοί που μπορούσαν να εργαστούν σε ηλεκτρικά και ντίζελ τρένα έγιναν ανεκτίμητοι για πολλές σιδηροδρομικές εταιρείες.
Το σιδηροδρομικό σύστημα σε όλη τη Βόρεια Αμερική δεν είναι τόσο στιβαρό όσο ήταν κάποτε. Ωστόσο, οι σιδηρόδρομοι εξακολουθούν να είναι άφθονοι σε όλη την Ευρώπη και την Ασία. Έτσι, οι περισσότεροι μηχανικοί σιδηροδρόμων βρίσκουν εργασία σε αυτές τις περιοχές, αν και ορισμένοι μηχανικοί μπορεί να βρουν δουλειά για τη στερέωση, την κατασκευή και τη συντήρηση συστημάτων τρένων στη Βόρεια Αμερική.
Για να γίνεις μηχανικός σιδηροδρόμων, πρέπει να πληρούνται διάφορες εκπαιδευτικές απαιτήσεις. Ουσιαστικά, όλοι οι υποψήφιοι μηχανικοί σιδηροδρόμων πρέπει να αποκτήσουν πτυχίο μηχανικού σε πανεπιστημιακό επίπεδο. Πολλές χώρες απαιτούν επίσης από τους μηχανικούς σιδηροδρόμων να αποκτήσουν πτυχίο Master of Engineering εκτός από προπτυχιακό. Επιπλέον, οι περισσότεροι φοιτητές μηχανικής που αποφοίτησαν πρόσφατα πρέπει να εργαστούν στο πεδίο για αρκετούς μήνες πριν υποβάλουν αίτηση για μόνιμη θέση μηχανικής σιδηροδρόμων.
Υπάρχουν πολυάριθμοι υποτομείς της μηχανικής σιδηροδρόμων, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροκίνησης ενέργειας, της μηχανικής συστημάτων, της ενσωμάτωσης σιδηροδρομικών συστημάτων και άλλων. Όσοι επιθυμούν να επικεντρωθούν σε μια συγκεκριμένη πτυχή της σιδηροδρομικής μηχανικής, μπορούν να επιλέξουν να μελετήσουν έναν από αυτούς τους υποτομείς. Συχνά, οι εξειδικευμένοι μηχανικοί έχουν μεγάλη ζήτηση, καθώς ορισμένες πτυχές της κατασκευής και συντήρησης σιδηροδρόμων μπορεί να είναι πολύ περίπλοκες.
Μόλις ένα άτομο αποκτήσει πτυχίο μηχανικής σιδηροδρόμων, τότε είναι δυνατό να αποκτήσει μια θέση σε αυτόν τον τομέα. Διάφορες εταιρείες προσλαμβάνουν μηχανικούς σιδηροδρόμων και ορισμένοι από αυτούς τους επαγγελματίες μπορεί επίσης να βρουν δουλειά σε κρατικούς φορείς. Για να αναζητήσουν μια θέση ως μηχανικός σιδηροδρόμων, οι υποψήφιοι μπορούν να υποβάλουν αίτηση απευθείας σε μια σιδηροδρομική εταιρεία. Παρόλο που οι σιδηρόδρομοι δεν είναι τόσο σημαντικοί όσο κάποτε, οι μηχανικοί σιδηροδρόμων εξακολουθούν να χρειάζονται σε όλο τον κόσμο.