Una estación ferroviaria o estación de ferrocarril es una instalación ferroviaria con vías a la que pueden llegar y desde la que se pueden expedir trenes. Se compone de varias vías, con desvíos entre ellas, y se delimita por señales de entrada y salida. Adicionalmente son un punto de acceso al ferrocarril de pasajeros y mercancías, aunque no es una condición indispensable para ser una estación. Suelen componerse de andenes junto a las vías y un edificio de viajeros con servicios como venta de billetes y sala de espera.
Antes de la proliferación actual de señales ferroviarias, la única manera de controlar la circulación de trenes (para evitar las colisiones entre ellos) era controlando la llegada y la expedición de trenes en las propias estaciones, para que no hubiera dos trenes en la misma vía. Esto ha provocado que las estaciones sean un punto fundamental en la gestión de la circulación, siendo siempre inicio o fin de cantón. Además los itinerarios de los trenes tienen que comenzar y terminar en estaciones, y no en plena vía.
La importancia de las estaciones se ha reducido actualmente gracias a la proliferación de los sistemas de bloqueo automático que permiten situar señales en plena vía y controlar la explotación ferroviaria a distancia, de modo que el número de estaciones necesario es mucho menor.
Aun con los nuevos bloqueos, los desvíos y las señales se suelen acumular en las estaciones, por lo que se sigue situando en ellas la mayor parte de la gestión de la circulación. El control de la circulación de trenes en el interior de las estaciones se lleva a cabo a través de un dispositivo llamado enclavamiento.
Cuando un tren atraviesa una estación, se encuentra con las siguientes señales:
Señal avanzada: Se sitúa antes de llegar a la estación, a suficiente distancia como para permitir al tren detenerse antes de llegar a la entrada. Pueden existir tantas como vías lleguen a la estación. Indica al tren la situación de la entrada de la estación.
Señal de entrada: Se sitúa a la entrada de la estación, indica al tren si está autorizado a entrar en ella. Pueden existir tantas como vías haya en la estación.
Señal de salida: Se sitúa a la salida de la estación, indica al tren si está autorizado a salir de ella. Pueden existir tantas como vías haya en la estación.
Las estaciones han adquirido progresivamente una importancia histórica, sociológica y estética que sobrepasa su simple función técnica. Son, como el ferrocarril en sí, uno de los elementos característicos del desarrollo industrial y urbanístico del siglo XIX. Las estaciones ferroviarias aparecieron en el Reino Unido durante los años 1820, posteriormente se desarrollaron en Francia y finalmente en todos los países industrializados. Las primeras en sentido moderno aparecieron en 1830 en la línea Mánchester-Liverpool, la primera en tener un servicio regular
Las estaciones fueron un reto importante para la arquitectura de la época, ya que requerían grandes espacios y, debido a la gran acumulación de humos provenientes de las locomotoras, grandes alturas. Esto propició la construcción de grandes bóvedas metálicas y el desarrollo de la arquitectura del hierro.
Con el tiempo las estaciones se convirtieron en algo completamente funcional. Fueron víctimas de una relativa pérdida de identidad durante los años 1950 hasta que, en parte gracias a los trenes de alta velocidad al principio de los años 1980 y a un desarrollo del servicio ferroviario suburbano, las estaciones conocen una nueva renovación arquitectónica. El desarrollo de la mayoría de las ciudades ha hecho que las estaciones se modernicen añadiendo detalles arquitectónicos o creando andenes subterráneos como en las ciudades de Madrid o Logroño en España y Buenos Aires en Argentina.
Los apeaderos y los cargaderos son también puntos de acceso de los pasajeros y las mercancías al ferrocarril, aunque se distinguen de las estaciones en que se sitúan en plena vía y no tienen influencia en la gestión de la circulación, ni precisan de desvíos ni señales.
Los servicios a los pasajeros suelen concentrarse en el denominado edificio de viajeros. Pueden disponer de taquillas, máquinas de venta automática, restaurantes, bares, aseos, consignas, objetos perdidos, pantallas de llegadas y salidas, salas de espera, paradas de taxi y autobús, aparcamiento, etc. La disponibilidad de servicios depende del tamaño y la importancia de la estación, de tal manera que algunas muy básicas sólo disponen de andenes.
Algunos edificios de viajeros (como el de la Estación de Termini en Roma) son gestionados por empresas diferentes a las que gestionan el tráfico ferroviario (en el caso de Términi es gestionada por Grandi Stazioni, filial de la que gestiona el tráfico ferroviario, Ferrovie dello Stato). Estas empresas buscan la rentabilidad de estos edificios, por lo que habitualmente incluyen centros comerciales en el interior de la estación.
En algunos países de África y Sudamérica, y en algunas zonas de la India, los edificios de viajeros se utilizan como mercados públicos y otros negocios informales.
Las estaciones con servicio de mercancías disponen de instalaciones especiales para el manejo de éstas, tanto su carga y descarga como su clasificación. Actualmente se tiende a usar como vagones de mercancías contenedores de medidas estándar para facilitar este trabajo. Un caso especial de estación de mercancías son los puertos secos.
A veces en las estaciones de viajeros se encuentran instalaciones para cargar mercancías en trenes de viajeros, como es el caso de las plataformas de carga de automóviles que se utilizan para el auto expreso.