miniatyr|rammeløsDamplokomotiv, Train de Ardèche, Frankrike. thumb|Stephenson 0-4-2 thumb|Campbell 4-4-0 from 1836 thumb|Et 4-4-4 lokomotivthumb|MILW No. 919 thumb|Et lokomotiv thumb|Stephensons Rocket fra 1829.thumb|Strektegning av the Best Friend of Charleston fra 1830.thumb|Samtidstegning av Novelty. Novelty var et tidlig damplokomotiv bygget av John Ericsson og John Braithwaite for å delta i Rainhill Trials i 1829.thumb|Tegning av Sans Pareil fra 1829.thumb|Northumbrian som avbildet i 16. oktober 1830-utgaven av Mechanics' Magazine. Northumbrian var et tidlig damplokomotiv bygget av Robert Stephenson i 1830 og ble brukt ved åpningen av Liverpool og Manchester Railway (L&M). Det var det åttende av Stephensons ni 0-2-2-lokomotiver i stil med Rocket, men det introduserte flere nyvinninger, som også var inkludert Majestic, den siste i klassen.thumb|Et tidlig Stephenson-lokomotiv. thumb|Salamanca. Blenkinsops stativlokomotiv, 1812 (Britisk Jernbane Lokomotiv 1803-1853). thumb|Trevithicks dampsirkus som lokomotivet Catch Me Who Can kjørte på Trevithicks dampsirkus. thumb|Den første reisen til Liverpool og Manchester Railway, av A.B. Clayton thumb|GCR Class 8H 69901 ved Dunford Bridge på Woodhead-linjen i 1950. klassifisering av damplokomotiver, representerer 0-8-4 hjularrangementet til ingen fremre hjul, åtte drevne og koblede drivhjul på fire aksler, og fire etterfølgende hjul på to aksler (vanligvis i en etterfølgende boggi). thumb|En replika trikkevei i Østerrike, som viser en av de vanligste bruksområdene, transport av tømmerstokker. thumb|Etterdønningene av en kjeleeksplosjon ved Strømmen stasjon ved Oslo, Norge, 22. desember 1888. Ett lokomotiv ble kastet i luften og landet på taket til et annet; mannskapene til begge slapp unna uten skader.https://archive.org/stream/locomotiveengine10hill/locomotiveengine10hill#page/409/mode/1up Lokomotiv, ofte forkortet til lok både muntlig og skriftlig, er en skinnegående trekkraftenhet hvis formål er å trekke eller skyve jernbanevogner.
På jernbanen finnes andre spesialiserte trekkraftenheter, herunder motorvogner, lastetraktorer, målevogner og snøryddingsmaskiner. Alle disse trekker seg selv, av og til også person- eller godsvogner, men de har et annet primærformål enn lokomotiver.
Kategoriseringer Det er vanlig å gruppere lokomotiver både ut fra bruksformål (trekking av tog eller skifting), og ut fra type fremdriftsmaskineri (damp-diesel-elektrisk-trykkluft).
Ulike bruksformål I jernbanens terminologi kjøres tog mellom stasjoner. Lokomotiver som primært trekker tog kalles toglokomotiver eller toglok. NSB type 27, NSB type Di 3 og NSB type El 11 er eksempler på toglokomotiver.
Blant toglokomotiver kan man igjen skille mellom persontoglokomotiver og gods(tog)lokomotiver. Typiske persontoglokomotiver kjennetegnes gjerne ved høy topphastighet og begrenset trekkraft, mens typiske godslokomotiver kjennetegnes ved stor trekkraft og lavere topphastighet. Det er sjelden noe teknisk hinder for å bruke et godslokomotiv til å trekke persontog - eller motsatt. Men godslokomotiver kan mangle utstyr som er nødvendig for å fremføre persontog, for eksempel utrustning for å levere elektrisk energi til oppvarming av og belysning i personvogner.
Inne på avgrensede områder, eksempelvis stasjoner, godsterminaler, jernbaneverksteder og havner blir vognstammer delt opp, satt sammen, stokket rundt på eller flyttet til ulike punkter for lasting, lossing eller reparasjon. Flytting av vogner inne på avgrensede områder kalles skifting. Større lokomotiver bygget for skifting kalles skiftelokomotiver eller skiftelok; NSB type 23, NSB type Di 2 og NSB type El 10 er eksempler på skiftelokomotiver. Mindre lokomotiver bygget for skifting kalles i Norge skiftetraktorer eller skinnetraktorer.
Skillet mellom toglokomotiver, skiftelokomotiver og skiftetraktorer/skinnetraktorer har i dag (per 2024) mindre betydning enn tidligere. Skillet er ikke til hinder for at et toglok brukes til skifting eller for at et skiftelok eller en skiftetraktor brukes til å trekke tog.
Ulike fremdriftsmaskinerier
Damplokomotiver
Se egen artikkel damplokomotiv
Elektriske lokomotiver miniatyr|Elektrisk gruvelokomotiv, 1900 miniatyr|Thamshavnbanens første elektriske lokomotivtype, utstilt på Gløshaugen i Trondheim.Den kronologisk neste lokomotivtypen etter damplokomotivene fikk elektriske motorer for framdrift. Det aller første brukbare ble konstruert av Werner von Siemens og vist på en utstilling i Berlin i 1879. Elektrisk framdrift ble først lansert i sporvogner. Etter hvert kom også elektriske akkumulatorlokomotiver og akkumulatortraktorer.
Elektriske lokomotiver i Norge Skotfos Bruks jernbane fra 1892 – en smalsporet industribane/bruksbane – var Norges første med elektrisk drift. Kristiania fikk sin første elektriske sporvei i 1894. Den privateide og smalsporede Thamshavnbanen fikk elektrisk drift i 1908, og var med det den første «fullverdige» jernbanen med elektrisk drift i Norge. Med fullverdig menes med konsesjon på passasjer- og godstrafikk.
Den privateide og normalsporede Rjukanbanen – som den gang bestod av delstrekningene Rjukan-Mæl og Tinnoset-Notodden (Tinnosbanen) fikk elektrisk drift i 1911.
NSB åpnet sin første elektriske jernbane i 1922 på strekningen Oslo V – Brakerøya. Til denne banen ble NSBs første elektriske lokomotivtype levert. Typen ble kalt El 1 og siden er NSBs elektriske lokomotivtyper betegnet på denne måten. Siste lokomotivtype i denne serien er El 18 fra 1996.
CargoNets nye elektriske lokomotivtype CE 119 (TRAXX F140 AC2) ville ha vært en El 19 om NSBs nummereringssystem var blitt videreført.
Se også Liste over elektriske lokomotiv i Norge
Diesellokomotiver Se også: Diesellokomotiver i Norge Skiftetraktorer i Norge
Bensin- og dieselmotorer var til å begynne med for svake for jernbanedrift, særlig fordi overføringssystemet mellom motor og hjul var for dårlig. Gear og clutch lot seg anvende på små motorvogner og skiftetraktorer, men ikke for ordinære lokomotiver. I mellomkrigstiden kom imidlertid både elektriske og hydrauliske overføringssystemer og NSB fikk sitt første diesellokomotiv i 1942 fra Krupp i Tyskland, et dieselhydraulisk lokomotiv som ble gitt typebetegnelsen Di 1. Den store satsingen på diesellokomotiver i Norge startet imidlertid først i forbindelse med det såkalte "vekk med dampen"-programmet som ble vedtatt i 1955. Diesellokomotivtypene Di 2 og Di 3 ("Nohab") gjorde inntog og erstattet, sammen med nye dieselmotorvogner og en rekke skiftetraktorer, alle NSBs damplokomotiver i løpet av en 15-årsperiode.
Moderne lokomotiver Moderne lokomotiver har som regel fire eller seks drivaksler, montert i boggirammer med to eller tre aksler per boggi. Dette gir bedre gangegenskaper i sporet enn tidligere tiders såkalte stivrammelokomotiver, der hjulakslene var montert direkte i lokomotivkassa. Som regel har lokomotivene en elektromotor per hjulaksel, opphengt rett over eller rundt hjulakselen for å minimere effekttapet mellom motor og hjul. Dette gjelder både elektriske og dieselelektriske lokomotiver.
Den store fordelen med lokomotiver, og tog mer generelt, er lav friksjon (rullemotstand) mellom hjul og skinne. Dette gir mulighet til transport av store mengder gods og personer med et lavt energiforbruk sammenliknet med lastebil eller buss. Dagens norske elektriske lokomotiver har en motoreffekt på rundt 6 000-7 000 HK (4 000-5 000 kW), mens dieselelektriske lokomotiver som brukes her til lands har 2 000-3 600 hk (1 500-2 700 kW) ytelse. Med slike effekter er det mulig å trekke tog på flere tusen tonn, litt avhengig av stigningsforholdene på banestrekningen.
Lokomotivføreryrket For å kunne framføre lokomotiver må en være utdannet lokomotivfører. Dette er en utdannelse som tar 16-18 måneder, der ca. ett år foregår ved Norsk Jernbaneskole, og resten foregår som internopplæring i et togselskap. Fram til 2004 foregikk lokomotivføreropplæringen som internopplæring i NSB.
Gamle systemer The Post Track, en forhistorisk motorvei i dalen til elven Brue i Somerset Levels, England, er en av de eldste kjente konstruerte sporene og stammer fra rundt 3838 fvt. noe som gjør den rundt 30 år eldre enn Sweet Track fra samme område. Ulike seksjoner er utpekt som planlagte monumenter.
Det er funnt spor som tyder på at det var en (6 000 til 8 500 m) Diolkos asfaltert sporvei, som fraktet båter over Korint-øyet i Hellas fra rundt 600 fvt. Hjulkjøretøyer trukket av menn og dyr kjørte i spor i kalkstein, som ga sporelementet, og hindret vognene i å forlate den tiltenkte ruten. Diolkos var i bruk i over 650 år, til minst det 1. århundre e.Kr.RAILWAYS IN THE GREEK AND ROMAN WORLD by Dr M J T Lewis, University of Hull (PDF, arkivert) Asfalterte spor ble også senere bygget i det romerske Egypt.
Fordamp
Treskinner I 1515 skrev kardinal Matthäus Lang en beskrivelse av Reisszug, en taubane ved Hohensalzburg festning i Østerrike. Linjen brukte opprinnelig treskinner og et hamptransporttau og ble drevet av menneskelig eller dyrisk kraft, gjennom et tråkkehjul. Linjen eksisterer fortsatt og er fortsatt i drift, men i oppdatert form. Det kan være den eldste operative jernbanen.
Vognbaner (eller sporveier), med treskinner og hestekjørt trafikk, er kjent for å ha blitt brukt på 1550-tallet for å lette transport av malmbaljer til og fra gruver. De ble snart populære i Europa, og et eksempel på driften deres ble illustrert av Georgius Agricola (se bilde) i hans verk fra 1556 De re metallica. Denne linjen brukte "Hund" vogner med uflensede hjul som løp på treplanker og en vertikal pinne på lastebilen som passet inn i gapet mellom plankene for å holde det gående på riktig måte. Gruvearbeiderne kalte vognene Hunde (som betyr "hunder") fra støyen de laget på skinnene. Det er mange referanser til vognbaner i Sentral-Europa på 1500-tallet.
En vognbane ble introdusert til England av tyske gruvearbeidere i Caldbeck, Cumbria, muligens på 1560-tallet. En vognbane ble bygget ved Prescot, nær Liverpool, en gang rundt 1600, muligens så tidlig som i 1594. Linjen, som eies av Philip Layton, fraktet kull fra en grop nær Prescot Hall til en endestasjon omtrent en halv mil unna. En taubane ble laget ved Broseley i Shropshire en tid før 1604. Denne fraktet kull for James Clifford fra gruvene hans ned til elven Severn for å bli lastet på lektere og fraktet til byer ved elvebredden. Wollaton Wagonway, fullført i 1604 av Huntingdon Beaumont, har noen ganger feilaktig blitt sitert som den tidligste britiske jernbanen. Den løp fra Strelley til Wollaton nær Nottingham.
Metallskinner Innføringen av dampmaskiner for å drive masluft til masovner førte til en stor økning i britisk jernproduksjon etter midten av 1750-årene.
På slutten av 1760-tallet begynte Coalbrookdale Company å feste plater av støpejern til den øvre overflaten av treskinner, noe som økte deres holdbarhet og bæreevne. Først kunne bare ballongløkker brukes til å snu vogner, men senere ble det introdusert bevegelige punkter som gjorde det mulig å lage forbipasserende løkker.
Et system ble introdusert der uflensede hjul kjørte på L-formede metallplater - disse ble kjent som plateways. John Curr, en Sheffield colliery manager, oppfant denne flensede skinnen i 1787, selv om den nøyaktige datoen for dette er omstridt. Plateskinnen ble tatt opp av Benjamin Outram for vognbaner som betjener kanalene hans, og produserte dem ved hans Butterley jernverk. I 1803 åpnet William Jessop Surrey Iron Railway, en dobbeltsporet plateway, noen ganger feilaktig sitert som verdens første offentlige jernbane, i Sør-London.
I 1789 hadde William Jessop introdusert en form for jernkantskinne og flensede hjul for en utvidelse til Charnwood Forest Canal ved Nanpantan, Loughborough, Leicestershire. I 1790 begynte Jessop og hans partner Outram å produsere kantskinner.