I treni elettrici usano l'elettricità per alimentare i motori elettrici, guidare le loro ruote e fornire la locomozione. L'elettricità proviene da una delle tre fonti. Può essere trasportato tramite una terza rotaia elettrificata sotto il treno, tramite cavi elettrificati sopra il treno, o immagazzinato in batterie a bordo del treno.
I treni elettrici hanno una lunga storia e sono avanzati molto durante quel periodo. I moderni treni elettrici utilizzano comunemente entrambe le batterie e una fonte di alimentazione esterna per un'alimentazione affidabile. Un vantaggio di avere una batteria, in particolare rispetto alle tecnologie alternative come i treni diesel, è che le batterie possono essere caricate tramite la frenata rigenerativa, rendendo questo molto più efficiente per i binari dei pendolari e sistemi simili che fanno molti avviamenti e arresti. Molti treni diesel moderni sono ibridi, con le batterie che integrano i loro motori a combustione interna proprio per questo vantaggio.
L'alimentazione fornita da una terza rotaia è, in qualche modo, la più semplice delle due fonti di alimentazione esterne. Mentre ogni tratto di binario motorizzato necessita di propri trasformatori, i treni utilizzano la corrente continua da essi. I sistemi sono più economici da costruire e richiedono poca manutenzione. Tuttavia, non sono adatti per i tram o altre situazioni in cui il traffico pedonale potrebbe portare i pedoni a contatto con la ferrovia. I sistemi di cavi a corrente alternata sono adatti a queste situazioni, ma sono più costosi e richiedono trasformatori elettrici a bordo che richiedono più manutenzione e spesso interferiscono con le comunicazioni elettroniche nelle loro aree.
