레일바이크(rail bike)는 철로 위에서 페달을 밟거나 모터 등의 동력을 이용하여 철로 위를 주행하는 탈것을 가리킨다. 영어권에서 이와 유사한 개념은 드라이지네(draisine) 또는 궤도자전거(軌道自轉車)라고 불리며, '레일바이크'는 대한민국의 코레일관광개발이 상품명(서비스표)으로 창안하여 사용한 한국어식 영어 표현이다. 다른 국가에서는 이 명칭이 일반적으로 쓰이지 않는다.
레일바이크는 선로 위를 달리기 때문에 분류상 철도에 해당한다. 형태로는 이륜자전거를 개조한 것부터 새롭게 제조된 사륜형, 삼륜형까지 다양하다. 구동 방식은 사람이 직접 페달을 밟는 인력 방식과 모터나 엔진을 장착한 동력 방식이 있다. 방향 전환 시에는 선로로부터 차량을 들어 올려 방향을 바꾸는 방식이 일반적이나, 제조사에 따라 전진 및 후진이 모두 가능한 타입도 존재한다.
대한민국에서 레일바이크는 주로 관광용으로 활용되고 있으며, 폐선 부지를 활용하여 운영되는 사례가 많다. 대한민국에서 가장 먼저 개장한 레일바이크는 2004년 문경 철로자전거이며, '레일바이크'라는 명칭은 2005년 정선 레일바이크 사업장이 개장되면서 처음 사용되었다. 이후 정선레일바이크가 유명해지면서 다른 사업장에서도 '레일바이크'라는 명칭을 사용하게 되어 보편화되었다.
대한민국 주요 관광용 레일바이크로는 정선 레일바이크(정선선 폐선 부지), 강촌레일파크(경춘선 폐선 부지), 삼척 해양 레일바이크(동해중부선 폐지 노반), 원주레일파크(중앙선 폐선 부지), 가평레일파크(경춘선 폐선 부지) 등이 있다. 이 외에도 문경, 곡성, 양평, 아산, 전주, 청도, 하동 등지에서 다양한 레일바이크 코스가 운영되고 있다.