Kereta api direka untuk memenuhi tujuan tertentu. Lihat Operasi pengangkutan kereta api.

Kereta api terdiri daripada gabungan satu lokomotif dan beberapa gerabak kereta, atau beberapa unit dorong diri (biasanya satu gerabak berkuasa yang dipanggil kereta rel). Kereta api juga boleh ditarik kuda, ditarik menggunakan tali, atau dibiarkan menuruni bukit (hasil tindakan graviti).

Kereta api istimewa diperlukan untuk landasan tertentu, misalnya monorel, kereta api laju, maglev, kereta api bawah tanah bertayar getah, kereta api kabel (funikulus) dan kereta api gunung. Kereta api penumpang terdiri daripada satu atau lebih lokomotif dan satu atau lebih koc ( coach ). Kereta api muatan pula terdiri daripada gerabak atau truk tetapi kereta api surat dan pos lebih menyerupai kereta api penumpang.kereta api yang dikemudi dengan dua lokomotif dinamakan "berkepala dua".

Kadang kala kereta api boleh bercampur penumpang dan muatan seperti di Mauritania. Namun, campuran sebegini agak pelik di kebanyakan negara. Kereta api istimewa digunakan untuk penyelenggaraan landasan.