רכבת תחתית היא רכבת שמסילתה סלולה במנהרות תת-קרקעיות. עם זאת, לעיתים מונח זה הוא שם נרדף לתיאור מערכות תחבורה ציבורית להסעת המונים, גם אם הן כוללות קטעי מסילה מעל לקרקע (למשל באמצעות גשרים). הנסיעה מתחת לפני הקרקע והשימוש במנהרות זיכתה אותה במקומות שונים בעולם בשמות כדוגמת Tube (צינור), Underground (מתחת לפני הקרקע), Subway (דרך תחתית) והטיות נוספות המבוססות על שמות אלו. המונח הנפוץ ביותר לרכבת תחתית הוא "מטרו" (קיצור של מטרופולין, כדי לומר – "מערכת הרכבות של העיר").