Tàu điện sử dụng điện để cung cấp năng lượng cho các động cơ điện, truyền động các bánh xe của chúng và cung cấp chuyển động. Điện đến từ một trong ba nguồn. Nó có thể được vận chuyển qua đường ray thứ ba được điện khí hóa bên dưới tàu, qua dây cáp điện phía trên tàu hoặc được lưu trữ trong pin trên tàu.
Tàu điện có lịch sử lâu đời và chúng đã phát triển vượt bậc trong thời gian đó. Tàu điện hiện đại thường sử dụng cả pin và nguồn điện bên ngoài để tạo ra nguồn điện đáng tin cậy. Một lợi thế của việc sử dụng pin, đặc biệt so với các công nghệ thay thế như tàu diesel, là pin có thể được sạc thông qua phanh tái tạo, làm cho điều này hiệu quả hơn nhiều đối với đường ray đi lại và các hệ thống tương tự bắt đầu và dừng nhiều lần. Nhiều đoàn tàu chạy bằng động cơ diesel hiện đại là xe hybrid, với pin bổ sung cho động cơ đốt trong chỉ vì lợi ích này.
Theo một số cách, nguồn điện do thanh ray thứ ba phân phối thì càng đơn giản hơn trong số hai nguồn điện bên ngoài. Trong khi mỗi đoạn đường ray chạy bằng điện cần các máy biến áp riêng, các đoàn tàu sử dụng dòng điện một chiều từ chúng. Các hệ thống này rẻ hơn để xây dựng và ít yêu cầu bảo trì. Tuy nhiên, chúng không phù hợp với xe điện hoặc các tình huống khác mà phương tiện đi bộ có thể khiến người đi bộ tiếp xúc với đường sắt. Hệ thống cáp dòng điện xoay chiều phù hợp với những trường hợp này, nhưng đắt hơn và yêu cầu các máy biến áp điện trên bo mạch cần bảo trì nhiều hơn và thường gây nhiễu sóng liên lạc điện tử trong khu vực của chúng.
