Ο οδοντωτός σιδηρόδρομος είναι ένας σιδηρόδρομος που είναι εξοπλισμένος με μια οδοντωτή κεντρική τροχιά που αρθρώνεται με ένα γρανάζι κάτω από την ατμομηχανή. Το γρανάζι και η τροχιά δημιουργούν περισσότερη πρόσφυση για το τρένο. Τέτοιοι σιδηρόδρομοι μπορούν να βρεθούν σε πολλές περιοχές του κόσμου και ενώ συχνά λειτουργούν ως καινοτομίες επειδή τα τρένα χρησιμοποιούνται λιγότερο για τις μεταφορές, ορισμένοι εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε πρακτικές εφαρμογές.
Ο κύριος λόγος για να εγκαταστήσετε έναν οδοντωτό σιδηρόδρομο είναι η ανησυχία ότι ένα τρένο μπορεί να δυσκολευτεί να ανέβει μια κατηγορία. Σε αυτήν την περίπτωση, η χρήση του οδοντωτού τροχού και της κεντρικής τροχιάς θα εμποδίσει το τρένο να γλιστρήσει καθώς ανεβαίνει ή κατεβαίνει τον βαθμό. Οι οδοντωτοί σιδηρόδρομοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βουνοπλαγιές για να επιτρέψουν σε ένα τρένο να ανεβοκατεβαίνει το βουνό με εύλογη ασφάλεια, και χρησιμοποιούνται επίσης σε αστικές και αγροτικές περιοχές όπου η βαθμίδα είναι αρκετά απότομη ώστε ένα συμβατικό τρένο μπορεί να μην μπορεί να πλοηγηθεί.
Η ταχύτητα είναι ένας περιορισμός με οδοντωτό σιδηρόδρομο. Το τρένο μπορεί γενικά να κινείται μόνο αρκετά αργά, επειδή η άρθρωση του οδοντωτού τροχού και της τροχιάς εμποδίζει την ταχεία πρόοδο. Η ατμομηχανή μπορεί να σπρώξει ή να τραβήξει τα αυτοκίνητα, ανάλογα με το αν ανεβαίνει ή κατεβαίνει το λόφο και τις προτιμήσεις του χειριστή. Χάρη στο γρανάζι και την πίστα, η ατμομηχανή έχει εξαιρετική ικανότητα πέδησης, η οποία μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ασφάλεια.
Γνωστός και ως οδοντωτός σιδηρόδρομος ή οδοντωτός σιδηρόδρομος για τη μετακίνηση ανθρώπων και αγαθών σε μια περιοχή όπου άλλα οχήματα ενδέχεται να μην μπορούν να λειτουργήσουν. Σε ένα βουνό, για παράδειγμα, τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά ενδέχεται να μην μπορούν να πλοηγηθούν. Οι εναλλακτικές λύσεις για τους οδοντωτούς σιδηρόδρομους περιλαμβάνουν γόνδολες και ανελκυστήρες, μαζί με σιδηροδρόμους με συρματόσχοινα.
Οι οδοντωτοί σιδηρόδρομοι που λειτουργούν ως καινοτομίες για το τουριστικό εμπόριο μπορούν να βρεθούν σε πολλές κοινότητες. Συχνά, μια ατμομηχανή χρησιμοποιείται για πρόσθετη καινοτομία, αν και μπορούν να εφαρμοστούν και μηχανές ντίζελ. Εάν χρησιμοποιείται ατμομηχανή, οι επισκέπτες μπορεί να μπορούν να δουν μια περίεργη παραλλαγή στο σχεδιασμό της ατμομηχανής που έχει αναπτυχθεί ειδικά για τον οδοντωτό σιδηρόδρομο. Για να λειτουργήσει σωστά, ο λέβητας μιας ατμομηχανής πρέπει να είναι σχετικά επίπεδος και στην περίπτωση οδοντωτού σιδηροδρόμου, ένας κανονικά τοποθετημένος λέβητας θα γέρνει καθώς το τρένο κινείται ανηφορικά. Για να αντισταθμιστεί αυτό, ορισμένες ατμομηχανές στους οδοντωτούς σιδηροδρόμους έχουν κλίση λέβητες που μοιάζουν με κακή ευθυγράμμιση σε επίπεδο έδαφος, αλλά που μετακινούνται σε μια επίπεδη θέση καθώς το τρένο ανεβαίνει σε έναν λόφο, διασφαλίζοντας ότι ο λέβητας θα λειτουργήσει σωστά όταν το τρένο χρειάζεται περισσότερο ενέργεια.