Praha patří k nejvýznamnějším železničním uzlům v národní železniční síti, která se co do hustoty sítě řadí na evropskou špičku. Významu železnice však neodpovídá úroveň infrastruktury. Využití železnice ve všech segmentech dopravy roste. Přesto se dlouhodobě nedaří odstranit její kapacitní a technické deficity. Železnice se tak stává obětí vlastního úspěchu. Největším problémem pražské železnice je nedostatečná kapacita. Ani další důležitá vlastnost pro fungování příměstské a městské železnice, tedy plošná obsluha území a návaznost na další druhy veřejné dopravy, není optimální.

Úkolem dálkové železniční dopravy je především její atraktivita, musí splňovat dva základní předpoklady: kvalitativní a kvantitativní parametr. Kvalitativním parametrem se rozumí nejen komfort nabízený ve vlacích a v železničních stanicích, ale především nabízený čas spojení jednotlivých sídel a jeho spolehlivé dodržování. Kvantitativním parametrem se pak rozumí dostatečná nabízená kapacita, respektive četnost obsluhy. Železniční stanice Praha hlavní nádraží je nevýznamnější stanicí pro dálkovou železniční dopravu v ČR a leží v důležitém uzlu dálkových tratí v Čechách

, což je dobrá výchozí pozice pro dostupnost Prahy dálkovou dopravou. Poloha i napojení hlavního nádraží je vhodné pro fungování stanice pro dálkovou dopravu a její náhrada jinou stanicí, například v podzemí, je zcela nevhodná. Městská a příměstská železnice

má vysoký komfort, konkurenceschopnou cestovní rychlost, není ovlivněna

na komunikacích a má vysokou kapacitu, to jsou aspekty, díky nimž je železnice páteří Pražské integrované dopravy (PID) v regionu. Na tuto páteř jsou navázány další spoje, které plní plošnou obsluhu metropolitního regionu. V Praze železnice doplňuje páteřní síť metra. Příměstskou a městskou železnici zajišťuje systém vlaků „Esko“, což je marketingová značka pro vlaky městské a příměstské železnice odlišující se od ostatních osobních vlaků krátkým intervalem spojů

. Kategorie tratí včetně jejich ochranných pásem stanovuje zákon č. 266/1994 Sb., o drahách, v platném znění.

Díky dlouhodobému investování do železniční infrastruktury i vozidlového parku byla železnice do pandemie covid-19 v roce 2020 nejrychleji rostoucím druhem dopravy v republice. I přes význam železniční dopravy a její nebývalý rozvoj

se však stále potýká s mnoha omezujícími faktory. Železniční infrastruktura je mnohdy na úrovni jejího vzniku ve druhé polovině 19. století a stává se tak obětí vlastního úspěchu a podfinancování celého sektoru. Nejvýznamnějším omezením je pak kapacita železniční infrastruktury, i po významných investičních akcích zůstává v Praze stále mnoho limitních profilů a úseků, které v minulosti spíše přibývaly. Velmi zřetelný je tento vývoj na relacích spojujících Prahu s Ostravou a Brnem, kde počty cestujících za posledních 10 let vzrostly několikanásobně. Samotný nárůst cestující je velmi dobře patrný u velkých městských aglomerací. Největší kapacitní problémy jsou v místech souběhu silné příměstské a dálkové železniční dopravy, což je prakticky na všech hlavních radiálních tratích mířících do centra města. Kromě přetížených radiálních tratí se železniční uzel Praha potýká s nedostatkem kapacity i v centrální oblasti uzlu, která již dnes nedokáže prakticky pojmout větší množství vlaků. Dalšími kritickými místy jsou zhlaví

některých vytížených železničních stanic, mezi které patří například Praha hlavní nádraží nebo Praha-Libeň.

Problém, který úzce souvisí s nedostatkem kapacity, je i nedostatečná obsluha města železnicí. Jestliže je železnice páteří PID, je nutné v důležitých přestupních uzlech zajistit návaznost na ostatní druhy veřejné dopravy a realizovat nové železniční stanice a zastávky v potenciálně atraktivních přestupních bodech společně se zajištěním lepší obsluhy atraktivních lokalit pro obyvatele města a regionu. Bez nových železničních zastávek a stanic je další rozvoj atraktivity příměstské železnice problematický. Každá nová železniční zastávka však snižuje kapacitu železniční infrastruktury, i proto je nutné dále rozvíjet kapacitu železniční infrastruktury v Praze. Lokalit, kterými železnice prochází a jsou přesto nedostatečně obsloužené, je mnoho, nejvýznamnější je však centrum města, které je dnes přímo obslouženo prakticky jen hlavním nádražím a Masarykovým nádražím. V rámci přípravy nových železničních zastávek je nutné vždy uvážit přínosy nové zastávky se zápory, kterými je jednak výše zmíněný problém s kapacitou, ale především snížení cestovní rychlosti a atraktivity železnice.

Železniční nákladní doprava tvoří nedílnou součást železnice i v uzlu Praha. Pokud je osobní železniční doprava chápána jako přírodě ohleduplnější a pro obyvatele méně zatěžující, pak v nákladní železniční dopravě je rozdíl oproti dopravě silniční ještě patrnější. Obyvatelé Prahy a přilehlého regionu jsou denně vystaveni negativním externalitám ze silniční nákladní dopravy, a to jednak z dopravy tranzitní, která nemá nic společného s obsluhou hlavního města, tak z dopravy cílové, která zásobuje hlavní město. Oblastí nákladní dopravy, která je úzce provázána s městem, je

. City logistika tvoří velmi komplexní a rozsáhlou problematiku, která se zabývá řešením problémů nákladní dopravy ve městech. Do této problematiky lze zahrnout nejen veškeré zboží a náklad, který směřuje do/z hlavního města, ale například i svoz odpadu. Hlavním cílem city logistiky je zlepšení organizace a snížení dopadu městského zásobování na životní prostředí, tím zlepšení podmínek pro obyvatele a návštěvníky města. Pro obsluhu velkých průmyslových závodů a logistických skladů železniční dopravou je nezbytné zachovat, resp. rozšiřovat síť vleček obsluhujících tyto areály. V případě rušení vleček dochází k dalšímu znevýhodňování nákladní železniční dopravy, což je pro mobilitu města velice nevhodné.