Dans le domaine des chemin de fer, une voiture est un véhicule remorqué spécialement conçu pour le transport de voyageurs, dans des conditions normales de confort et de sécurité. Dans le langage courant, les voitures de chemins de fer sont souvent et improprement appelées wagons, mais dans le milieu ferroviaire, ce terme est réservé aux véhicules affectés au transport des marchandises et des bestiaux.
Dès les tous premiers débuts de l'histoire des chemins de fer, on a ressenti la nécessité de concevoir des voitures adaptées au transport des voyageurs avec une capacité supérieure à celle des véhicules hippomobiles en usage jusqu'alors.
Les premières voitures de chemin de fer furent mises en circulation en Grande-Bretagne en 1838 sur la ligne Londres - Birmingham et présentaient déjà la particularité d'être divisées en " classes ". dans les premies trains historiques, il n'étaient pas rare que les voitures soit accompagnées de wagons réservés au transport des chevaux, utiles pour permettre à certains voyageurs de terminer leur parcours.
Les premières voitures ont été construites par des fabricants de diligences. Ainsi, il s'agissait simplement de caisses de diligence fixées sur un wagon plat. Rapidement, on a juxtaposé plusieurs "caisses" pour faire des voitures plus longues. Cette disposition est à l'origine de l'existence des compartiments. En France, il faudra attendre la série des voitures USI en 1960 pour voir la disposition en coach se banaliser. Aux États-Unis d'Amérique, la disposition coach a rapidement été adoptée, car les constructeurs partaient d'un savoir-faire inexistant et ont donc beaucoup inventé.
Au cours des années, divers types de voitures particulières sont apparus, par exemple les voitures panoramiques placées en queue de certains trains célèbres ou celles présentant une dôme central surélevé, destinées dans les deux cas à offrir au voyageurs une meilleure vision des panoramas traversés, ou bien les voitures conçues par George Pullmann vers le milieu du XIXe siècle spécifiquement adaptées au voyage de nuit.
Une caractéristique qui distingue les voitures à voyageurs des wagons à marchandises dans les trains modernes est la présence de passerelles d'intercirculation situées au dessus des attelages. Ces passerelles, qui permettent de passer facilement d'une voiture à l'autre sont couvertes et étanches, protégées des intempéries par des soufflets.
De nos jours, les voitures de chemin de fer sont normalement équipées de deux bogies de deux essieux chacun. Elles ont en moyenne 26 m de long pour 4 m de hauteur au dessus du rail, et 2,8 m de large. Ces dimensions correspondent en grande partie à des normes établies dans le cadre de l'UIC.
Les voitures peuvent être destinées à des usages particuliers :
La disposition des sièges est variable, soit en vis-à-vis, les voyageurs se faisant face indépendamment du sens de la marche du train, souvent séparés par une tablette, ou bien alignés en file tous dans le même sens, comme dans les autobus, ou souvent selon une disposition mixte ;
Les voitures sont en règle générale équipées de toilettes (au minimum une par voiture).
Selon leur structure générale, on peut distinguer deux grand types de voitures :
Ce type de voitures est très utilisé sur les lignes de banlieue très chargées. On en trouve également dans les TGV Duplex.
Les voitures modernes sont souvent exclusivement de première ou de deuxième classe, et de plus en plus non-fumeurs. La 3e classe a disparu en Europe depuis plusieurs décennies;
Les voitures les plus récentes sont souvent équipées pour accueillir les personnes handicapées, et généralement munies d'un système de climatisation, les fenêtres étant formées de baies fixes.