Puutarharautatie on junayksikkö, joka on suunniteltu käytettäväksi ulkoilmassa, kuten takapihalla tai puutarhassa. Puutarharautatiejärjestelmät ovat yleensä suurempia kuin vakiomalliset rautatiet, mutta pienemmät kuin takapihalla toimivat junamatkat, jotka voivat kuljettaa ihmisratsastajia. Kuten varsinaisissa junissa, termiä rautatie käytetään Yhdysvalloissa, kun taas muualla englanninkielisessä maailmassa käytetään sanaa rautatie. Kuten muutkin junamallit, puutarharautatiet on rakennettu vaaka -asteikolla, mikä helpottaa osien, autojen ja moottoreiden tilaamista.
Mallirautatie on ollut laaja harrastus 1800 -luvulta lähtien. Harrastus monipuolistui 20 -luvun aikana erikoisaloille, jotka erotettiin usein junien koosta, jota joskus kutsutaan mittakaavaksi tai mittariksi. Asteikko kuvaa rautatien kokoa verrattuna todellisiin juniin; mittari viittaa ratojen väliseen etäisyyteen. Kuten muutkin rautateiden harrastajat, puutarharautatien harrastajat asettavat setit rakennuksille, maisemallisille ominaisuuksille ja jopa matkustajille samassa mittakaavassa kuin junat.
Takapiha- ja puutarharautatiet eroavat tavanomaisista rautatiekiskoista siinä mielessä, että ne on suunniteltu jätettäväksi ulos. Niiden on kestettävä jatkuva altistuminen säälle, auringonvalolle ja jopa satunnaisille harhaeläimille. Esimerkiksi muoviosat on maalattava tai muutoin käsiteltävä vastustamaan auringon ultraviolettisäteilyä, mikä aiheuttaa monien polymeerien huononemisen. Muita tekijöitä on otettava huomioon rautateillä äärimmäisissä sääolosuhteissa, kuten ankarissa talvissa. Itse junat on usein rakennettu kestämään jatkuvaa altistumista; useimmat harrastajat kuitenkin vievät arvokkaat junansa sisätiloihin, kun niitä ei käytetä.
Kuten muutkin rautatiemallit, puutarharautatien harrastajat ovat usein nerokkaita asettelussaan. Jotkut hyödyntävät luovasti olemassa olevia maisemaominaisuuksia, muuttavat lampia järviksi ja kukkuloita vuoristoiksi. Toiset ajavat raitoja aukon läpi viereiseen taloon tai kattoon, jolloin rakennuksesta tulee pienoiskohta tai pyöreä talo. Innokkaat harrastajat rakentavat jopa junatunneleita, vaikka niillä on haittoja ulkoraiteilla. Tällaisissa tunneleissa suistuneita junia voi olla vaikea noutaa, ja eläimet pitävät niitä usein kätevinä urina.
Maailmassa on tarpeeksi puutarharautatie -harrastajia, että heillä on omat aikakauslehdet, verkkosivut ja klubit erillään muiden mittakaavojen rautatiekuljettajista. Jotkut suositut puutarharautatiet ovat yleisön nähtävillä. Mitchell Parkin kasvitieteellinen puutarha Milwaukeessa, Wisconsinissa, tarjoaa pienoiskoossa olevia rautatiesityksiä joka talvi puiston monipuolisten puutarhanäyttelyiden keskellä. Ehkä tunnetuin julkisen puutarhan rautatie on Bekonscot, joka on suosittu matkailukohde Buckinghamshiressa Englannissa 1930 -luvulta lähtien.