Transkontinentinis geležinkelis – tai geležinkelių sistema, kertanti visą žemyną, besibaigianti prie jūros ar kitų žemynų sienų. Šios geležinkelių sistemos kažkada buvo žmogaus technologinių naujovių viršūnė ir net šiandien daugeliui yra naudinga ir patogi susisiekimo priemonė. Transkontinentiniai geležinkeliai vis dar egzistuoja visoje planetoje ir reguliariai naudojami tiek keleiviams, tiek kroviniams vežti.
Daugelis istorikų mano, kad Amerikos pirmojo transkontinentinio geležinkelio pastatas yra svarbus momentas JAV istorijoje. 1860 m. pastatytas geležinkelis sujungė kultūringus rytinės pakrantės prieglobsčius su atviromis, klestinčiomis Vakarų dykumomis, panaikindamas alinančius mėnesius trukusias pavojingas keliones tūkstančiams keliautojų. Šis tarpkontinentinis geležinkelis iš tikrųjų tiesiogiai kirto maždaug pusę šalies; rytinis terminalas Omahoje, Nebraska, buvo prijungtas prie jau egzistuojančio rytinių geležinkelių tinklo. Tik 1869 m. geležinkelis susisiekė su Ramiuoju vandenynu, nes pradinis vakarinis terminalas buvo daugiau nei 100 mylių (161 km) nuo Ramiojo vandenyno Kalifornijos sostinėje Sakramente.
Nors Amerikos transkontinentinis geležinkelis buvo giriamas kaip ryškus Amerikos technologinio pranašumo momentas, pats geležinkelis pasirodė esąs komercinis nesėkmė. Galingi geležinkelio baronai, kuriems priklausė maršrutas, netrukus sužinojo, kad bėgių, einančių per dešimtis oro ir aukščio zonų, išlaikymo išlaidos buvo daug brangesnės, nei buvo planuota iš pradžių. Nors ir suvienijo šalį, geležinkelis greitai sunyko. Nors dalis geležinkelio ir toliau eksploatuojama XXI amžiuje, jis nebėra naudojamas kaip tarpkontinentinis maršrutas.
Transsibiro geležinkelis, jungiantis Maskvą su Japonijos jūra, susidūrė su daug atšiauresniu klimatu nei amerikiečių pastangos, tačiau laikui bėgant jis pasirodė daug patvaresnis. Pradėtas statyti 1891 m., šis tarpžemyninis geležinkelis buvo daugiau ar mažiau nuolat tiesiamas ir tobulinamas ir tapo vienu žinomiausių geležinkelio maršrutų pasaulyje. XXI amžiuje perėjimas nuo Ramiojo vandenyno iki vakarinės Rusijos sienos trunka apie 21 dienų.
Australijoje didysis Trans-Australijos geležinkelis susidūrė su įdomiomis dizaino problemomis, kai XX amžiaus pradžioje driekėsi mirtinai karštoje Nullabor lygumoje. Pagrindinis susirūpinimas buvo tas, kad kiekviena Australijos valstija turėjo specifinius bėgių gabaritus, kurių nė vienas neatitiko. Dėl šios problemos labai nukentėjo maršruto greitis, dėl kurio keleiviai ir kroviniai buvo priversti iškrauti ir perkrauti į skirtingus lokomotyvus kiekvieną kartą, kai pasislinko gabarito dydis. Aštuntajame dešimtmetyje buvo baigtas šio piečiausio transkontinentinio geležinkelio standartizavimas, leidžiantis neskubiai nukeliauti nuo Port Augusta pietryčiuose iki Kalgoorlie vakaruose.