Pojam “teška željeznica” ima različita značenja, ovisno o regiji svijeta. Općenito, teška željeznica definira se kao međugradski željeznički prometni sustav koji vozi na namjenskim kolosijecima koji imaju zasebno pravo prvenstva. Neki Amerikanci također koriste taj izraz u odnosu na brzi prijevoz, kao što su povišene tračnice podzemne željeznice u New Yorku i Chicagu. Ova američka upotreba namijenjena je razlikovanju ovih sustava od ostalih sustava vlakova javnog prijevoza koji mogu dijeliti cestu s prometom.
Tračnice teške željeznice obično vodi jedan željeznički operater od jednog grada do drugog, ali ova tvrtka može dopustiti drugim tvrtkama da koriste pruge. Na taj način operateri mogu stvoriti mrežu upotrebljivih staza bez potrebe da ih osobno polažu. Budući da se tračnice dijele između više operatera, širina je standardizirana kako bi se osiguralo da će svi vlakovi stati na njih. Korištenje staza također je pažljivo planirano kako bi se izbjegle sudare.
Za razliku od unutargradske lake željeznice, teška željeznica osim putnika upravlja teretom. Sami vlakovi mogu biti teži ili lakši od onih koji se koriste u gradskom prijevozu i obično su sporiji. Također su dizajnirani za duga putovanja, s putničkim vlakovima koji nude kupaonice, vagone-restorane i smještaj za spavanje. Ovi vlakovi mogu postati vrlo dugi i glomazni, tako da je nagib na teškoj tračnici namjerno blag, tako da se vlakovi ne moraju penjati po strmim planinama ili se brzo spuštati. Tračnice su također obično blago zakrivljene, tako da se vlakovi ne bi prevrnuli kada se izmjenjuju velikom brzinom.
Budući da se teški željeznički kolosijeci voze na posebnoj prednosti, vlak se rijetko mora suočiti s prometom vozila. Iznimka od ovog pravila se događa na željezničkim prijelazima, gdje će vlak možda morati prijeći javnu prometnicu da bi stigao na odredište. U tom slučaju vlak obično ima prednost, iako usporava prije nego što stigne do prijelaza kako bi osigurao da su svi automobili u blizini zaustavljeni. Za vozače, čekanje na prijelazu vlaka može biti frustrirajuće kada je vlak iznimno dug.
Osobito u Sjedinjenim Državama, teška je željeznica nekoć vladala, s tisućama kilometara željezničkih pruga koje su presijecale zemlju. S porastom kamionskog prijevoza, upotreba teške željeznice je opala, iako se mnoga roba još uvijek šalje vlakom. Neki entuzijasti vlakova s ljubavlju misle o ovom razdoblju i posvećuju mnogo vremena i energije istraživanju teških željezničkih sustava. Mnogi od ovih zaljubljenika u vlak također jako uživaju u putovanjima vlakom, dajući prednost vlaku nego vožnji, letenju i autobusu jer im to omogućuje da polako uživaju u zemlji tijekom putovanja.