Rautatievaunu on ajoneuvo, jota käytetään rahdin tai matkustajien kuljettamiseen rautatiekuljetusjärjestelmässä. Usein monet rautatievaunut on ryhmitelty yhteen; tätä ryhmittymää kutsutaan junana. Jotkin rautatievaunut, yleensä henkilöautot, voivat toimia itsenäisesti, mutta useimmat niistä on kiinnitettävä veturiin. Veturi on junavaunu, joka tarjoaa liikkumista junaan ja jolla ei yleensä ole omaa hyötykuormaa.
Henkilöauto on yleinen rautatievaunu, koska monet ihmiset haluavat matkustaa rautateillä alhaisen hinnan ja mukavuuden vuoksi. Nykyaikaisissa henkilöautoissa on usein sisäinen lämmitys, ilmastointi ja wc. Pitkillä matkoilla monissa henkilöautoilla varustetuissa junissa on myös ruokailuautoja ja viihdeautoja, jotka tekevät matkasta kestävämmän tai jopa viihdyttävämmän. Joissakin on jopa makuuvaunuja, joissa on joskus pieniä makuuhuoneita matkustajien mukavuuden ja mukavuuden vuoksi.
Toinen yleinen rautatievaunu on tavaravaunu, jota käytetään monenlaisten erilaisten esineiden kuljettamiseen maan yli suhteellisen nopeasti ja halvalla. Tavaravaunuja käytetään usein komponenttien kuljettamiseen erilaisiin mekaanisiin laitteisiin, kuten autoihin ja lentokoneisiin. Niitä käytetään myös yleisesti raaka -aineiden kuljettamiseen alueelta, josta ne louhitaan, tehtaalle tai laitokselle, jossa ne jalostetaan tai käytetään tuotteiden valmistukseen. Joitakin autoja, joita kutsutaan säiliöautoiksi, käytetään nesteiden ja kaasujen kuljettamiseen. Julkiset ja yksityiset armeijat käyttävät usein junia sotilaallisten tarvikkeiden kuljettamiseen siellä, missä niitä tarvitaan.
Lähes jokainen junan rautatievaunu on ”tuloauto”, mikä tarkoittaa, että se kuljettaa rahtia, joka tekee rahaa rautatielle. Rautatieyrityksillä on myös “ei-tuloja tuottavia autoja”, jotka sisältävät enimmäkseen rautatiekäyttöön tarkoitettuja huoltoautoja. Tavara- ja henkilöautot katsotaan tuloautoiksi, koska matkustajat ja yritykset maksavat autojen käytöstä.
Armeijat käyttävät myös junavaunuja puolustustarkoituksiin. Panssaroidut rautatievaunut voidaan asentaa monenlaisilla aseilla, kuten konekivääreillä, ilmatorjunta-aseilla ja panssarintorjunta-aseilla. Toiset on varustettu panssaroiduilla makuutiloilla joukkoja varten ja niitä käytetään niiden kuljettamiseen pitkiä matkoja. Kylmän sodan aikana Neuvostoliitto käytti jopa junavaunuja liikkuvina ohjussiiloina, jotka kuljettivat tehokkaasti ohjuksia optimaalisille laukaisuasemille. Junien sotilaallinen käyttö johti vastustavien sotilasjoukkojen sabotoimaan rautateitä, koska tällainen sabotaasi voisi vahingoittaa armeijan kuljetusinfrastruktuuria, kunnes raiteiden korjaamiseen tarvittavat tarvikkeet saatiin hankittua.