牽引電動機是用于推進車輛的電動機，例如機車、電動或氫動力車輛、電梯或電動多單元。

牽引電機用于電動軌道車輛（電動動車組）和其他電動車輛，包括電動牛奶車、電梯、過山車、輸送機和無軌電車，以及具有電力傳輸系統的車輛（柴油電力機車、電動混合動力車） 車輛）和純電動汽車。

具有串聯勵磁繞組的直流電動機是最古老的牽引電動機類型。 這些提供了對推進有用的速度-扭矩特性，在較低速度下為車輛加速提供高扭矩，并隨著速度增加而降低扭矩。 通過布置具有多個抽頭的勵磁繞組，可以改變速度特性，允許操作員相對平穩地控制加速度。 通過在車輛上使用串并聯控制的成對電機來提供進一步的控制措施； 對于慢速運行或重負載，可以在直流電源下串聯運行兩臺電機。 在需要更高速度的情況下，這些電機可以并聯運行，從而使每個電機都可以使用更高的電壓，從而實現更高的速度。 鐵路系統的各個部分可能使用不同的電壓，在車站之間的長距離運行中電壓較高，而在車站附近的電壓較低，只需要較慢的運行。

直流系統的一個變體是交流串聯電動機，也稱為通用電動機，它們本質上是相同的設備，但以交流電運行。 由于電樞和勵磁電流同時反向，因此電動機的行為類似于用直流電供電時的行為。 為了獲得更好的運行條件，交流鐵路通常以比用于一般照明和電力的商業電源更低的頻率供電； 使用特殊的牽引電流發電站，或用于將 50 或 60 赫茲商業電力轉換為用于交流牽引電機的 25 赫茲或 16+2?3 赫茲頻率的旋轉轉換器。 因為它允許簡單地使用變壓器，交流系統允許沿著鐵路線的長度有效地分配電力，并且還允許通過車輛上的開關設備控制速度。

交流感應電機和同步電機簡單、維護少，但在功率半導體出現之前，由于其定速特性，難以應用于牽引電機。 交流感應電機僅在由其結構和交流電源頻率確定的狹窄速度范圍內產生有用的功率。 功率半導體的出現使得在機車上安裝變頻驅動成為可能。 這允許廣泛的速度范圍、交流電傳輸以及使用沒有電刷和換向器等易損部件的堅固感應電機。

傳統上，公路車輛（汽車、公共汽車和卡車）使用帶有機械或液壓傳動系統的柴油和汽油發動機。 在 20 世紀后期，開始開發具有電力傳輸系統（由內燃機、電池或燃料電池提供動力）的車輛——使用電機的一個優勢是特定類型可以再生能量（即充當再生能源） 制動）——通過為電池組充電提供減速并提高整體效率。

傳統上，這些是串聯繞組有刷直流電機，通常在大約 600 伏電壓下運行。 大功率半導體（晶閘管和 IGBT）的可用性現在使得更簡單、可靠性更高的交流感應電機（稱為異步牽引電機）的使用變得切實可行。 有時也會使用同步交流電機，例如法國的 TGV。

20世紀中葉之前，通常使用單個大型電動機通過連桿驅動多個驅動輪，這與蒸汽機車上使用的連桿非常相似。 例如賓夕法尼亞鐵路 DD1、FF1 和 L5 以及各種瑞士鱷魚。 現在的標準做法是提供一個牽引電機通過齒輪傳動驅動每個車軸。

通常，牽引電機三點懸掛在轉向架構架和從動橋之間； 這被稱為機頭懸掛式牽引電機。 這種布置的問題是電機的一部分重量未懸掛，增加了軌道上不必要的力。 就著名的賓夕法尼亞鐵路 GG1 而言，兩個安裝在框架上的電機通過一個主軸驅動裝置驅動每個車軸。 通用電氣為密爾沃基公路建造的雙極電力機車采用直接驅動電機。 電機的轉軸也是車輪的軸。