As locomotivas eléctricas  são alimentadas externamente, seja por meio de catenárias ou por um terceiro carril. Embora o custo de electrificação de uma linha seja muito dispendioso, a operação dos comboios eléctricos é significativamente mais barata do que os movidos a diesel, isto para além de terem uma capacidade superior de aceleração e de travagem, o que os torna ideais para o transporte de passageiros em zonas populacionais densas. Praticamente todos os comboios de alta velocidade usam locomotivas eléctricas porque não seria fácil transportar a bordo a quantidade de energia necessária para tão alto desempenho.

Embora a maior parte dos sistemas ferroviários eléctricos operem com corrente contínua, existem ainda muitos que utilizam a corrente alternada, designadamente na África do Sul, na Espanha, Portugal, Reino Unido e Holanda (1500 V), Bélgica, Itália, Brasil e Polónia(3000 V) Alemanha, Áustria, Suíça, Noruega e Suécia (15kV/16?Hz)