Kalnų geležinkelis važiuoja per kalną, kurio nuolydis yra status. Norint, kad traukinys galėtų važiuoti tokiais stačiais šlaitais, galima naudoti daugybę skirtingų kopimo į kalnus būdų. Dažniausiai naudojami stelažų geležinkeliai, lyniniai geležinkeliai ir funikulieriai.
Įprastas geležinkelis veikia sukibimo principu. Trintis tarp ratų ir bėgio yra pakankamai didelė, kad ratams tiekiama galia priverčia traukinį judėti. Trintis nustoja būti efektyvi pasiekus vidutinį nuolydį ir visiškai nustoja veikti ant statesnių šlaitų. Dėl to kalnų geležinkeliai naudoja kitus metodus, skirtus keliauti šalia vertikalių kraštovaizdžių.
Stovas geležinkelis išsprendžia šią sukibimo dilemą, kalnų geležinkelį pridedant krumpliaračio sąranką. Tai lokomotyvu varomas metodas, kitaip nei kiti, kai tarp įprastų dviejų bėgių yra nustatytas trečiasis bėgis, kurį traukinys gali sugriebti po juo sumontuotu krumpliaračiu arba krumpliaračiais. Šis vidurinis bėgis vadinamas stovo bėgeliu ir turi dantis, kylančius nuo viršutinio paviršiaus arba iš šonų. Traukinio apačioje sumontuoti krumpliaračiai, kurie užsifiksuoja su stelažo bėgeliu. Rezultatas – paprastas kalnų geležinkelis, neleidžiantis traukiniui neprarasti sukibimo važiuojant ir į viršų, ir nuo kalno.
Lynų geležinkelis yra kalnų geležinkelio tipas, kurio traukinys kabeliu prijungtas prie stacionaraus variklio, esančio aukštesnėje paskirties vietoje. Dažnai pasitaiko, kad šie traukiniai nėra visam laikui pritvirtinti prie kabelio. Lynai ir automobiliai gali būti perjungiami iš bėgių į vėžes, kai atsiranda poreikis. Traukinyje nenaudojamas tokios konstrukcijos lokomotyvo variklis. Kabeliniai geležinkeliai dažniausiai naudojami darbo vietose, pavyzdžiui, kasyklose ir karjeruose.
Funikulierius panašus į lynų geležinkelį. Jis taip pat naudoja kabeliu montuojamą sistemą, kad galėtų perkelti savo automobilius aukštyn ir žemyn kalnų geležinkeliu. Skirtingai nuo lyninio geležinkelio, funikulieriaus trosas tvirtinamas prie dviejų vienodo svorio vagonų arba tramvajų. Kol vienas juda šlaitu aukštyn, kitas leidžiasi žemyn, kiekvienas subalansuodamas kitą ir užkirsdamas kelią bet kokiam drastiškam judėjimui. Dėl to traukiniams pajudinti reikia labai mažai energijos, o paprastas elektra varomas skriemulys gali perkelti abu automobilius kalnų geležinkeliu.