城市轨道交通系统 定义如以下五个条件：
必须是大众运输系统
必须位于城市之内
必须以电力驱动
大部分需独立于其他交通体系 (如马路和其他铁路) 以外班次必须频密。多数的城市轨道交通系统在城市中心的路段都会铺在地下挖掘的隧道里。这些系统亦可称为地下铁路，简称地下铁或地铁。在台湾则称作“捷运”(Mass Rapid Transit system, MRT)。在中国大陆城市，修建于地上或高架桥上的城市轨道交通系统通常被称为“轻轨”。然而，在专业领域，“轻轨”与“地铁”的区分方式在于运量的不同，“轻轨”指每小时单向运输量小于20000人的城市轨道交通系统，而“地铁”指每小时单向运输量大于20000人的城市轨道交通系统。
有轨电车由于与其他交通工具共同使用道路路面，因此通常不被算在城市轨道交通系统范围之内。但是随着现代公共交通技术的发展，也有越来越多的城市采用有轨电车和轻轨混合的方式，在场地宽松的地方单独架轨，在场地紧张的地方则公用道路路面，根据具体情况灵活设站，两者的分界也越来越含糊。
用途
绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。
美国的芝加哥曾有用来运载货物的地下铁路；英国伦敦亦有专门运载邮件的地下铁路。但两条铁路已先后在1959年及2003年停用。
在战争（如第二次世界大战）时，地下铁路亦会被用作工厂或防空洞。不少国家（如韩国）的地铁系统，在设计时都有把战争可能计算在设计内，所以无论是铁路的深度、人群控制方面，都同时兼顾日常交通及国防的需要。
另外，城市轨道交通系统亦被用作展示国家在经济、社会以及技术上高人一等的指标。例如前苏联的地下铁路系统便以车站装饰华丽出名，而朝鲜首都平壤的地下铁路系统亦有堂皇的装饰。
地下铁路建造
在地底下挖隧道并不是一件容易的事，而且需要极大量的金钱和时间，至少也要好几年才能完成。
明挖回填
最简单直接的方法是明挖随填（明挖回填）。这种方法一般是在街道上挖掘大坑，再在下面建造隧道结构，隧道有足够的承托力后才把路面重新铺上。
除了道路被掘开，其他地下结构如电线、电话线、水管等都需要重新配置。建这种隧道的物料一般是混凝土或钢，但较旧的系统也有使用砖块和铁的。
钻挖法。
另一种方法是先在地面某处挖一个竖井，再在井底挖掘隧道。最常见的方法为使用钻挖机（潜盾机，盾构机），一面挖掘一面把预先准备好的组件安装在隧道壁上。对于建筑物高度密集的地方（如香港的香港岛），钻挖法甚至是唯一可行的建造方法。
这种方法的优点是对街道或其他地下设施的影响非常小，甚至可在水底建造（伦敦、首尔和香港的城市轨道系统都有很多越过河流或海港的隧道）；隧道的设计也有较多的创作空间，例如车站会比站与站之间的隧道高一些，有助列车离站时加速以及进站时减速。
但这种挖法也不是没有缺点的，其中之一是经常需要留意地下水的影响；另外在一些较硬的岩层开挖，可能需要炸药。地下空气供应问题甚至隧道坍塌亦有可能造成工人伤亡。此外，对于建筑高度密集的地方，挖掘时除了要留意避免对工地四周的建筑结构造成影响以外，有时亦要统筹所在的公用事业，把地底的输水、输电管线迁移，以便腾出地方来兴建列车通道。
