철도연락선(鐵道連絡船)은 철도 수송 과정에서 바다, 호수 등의 수면으로 인해 철도 노선이 단절되었을 때, 양쪽을 연결하기 위해 해당 수면에 설치된 항로에 취항하여 철도 차량 또는 승객을 운송하는 선박을 말한다. 영어로는 Train ferry에 해당한다. 이 용어는 선박 자체를 가리키기도 하며, 해당 항로를 가리키는 경우도 있다.
철도연락선은 철도 노선이 수면에 의해 끊어지고 교량이나 터널 등의 토목 공사가 여의치 않을 때 철도 궤도를 물 위로 연결하는 대안으로 활용되었다. 차량을 실어 나르는 방식에 따라 승객과 화물을 함께 운송하거나 철도 차량을 선내 갑판에 탑재하여 운항하기도 하였으며, 일부 경우에는 철도 차량과 승객을 분리하여 승객은 별도로 승선하기도 하였다. 내부 갑판에 레일이 설치되어 있다는 점에서 일반 여객선과 구별되며, 차량을 실어 나르는 RO-RO선과 구조적으로 유사한 측면이 있다.
철도연락선의 대표적인 사례로는 일본의 세이칸 연락선(青函連絡船)을 들 수 있다. 세이칸 연락선은 1908년부터 1988년까지 일본의 아오모리현 아오모리역과 홋카이도 하코다테역 사이를 연결하던 항로로, 홋카이도와 혼슈를 잇는 주요 교통 수단이었다. 이 항로는 1988년 세이칸 터널이 개통되면서 그 역할을 터널에 넘겨주고 운항이 중단되었다. 이후 핫코다마루(八甲田丸) 등 실제 운항했던 선박 일부는 박물관으로 보존되어 전시되고 있다.
한반도와 관련된 사례로는 1905년 개설되어 부산과 일본 시모노세키 사이를 운항한 부관연락선(釜關連絡船)이 있다. 이 항로는 경부선의 부산잔교역과 일본 산요 본선의 시모노세키역을 연결하는 역할을 하였으며, 일제강점기 시기 조선과 일본 본토를 잇는 교통로로 기능하였다. 다만 한국에서는 철도연락선의 운용 이력이 전반적으로 많지 않았다.
철도연락선 관련 대표적인 사고로는 1954년 일본에서 발생한 도야마루호(洞爺丸) 침몰 사고가 있다. 이 사고는 철도연락선 사고 중 가장 큰 규모의 참사로 기록되고 있다.
현대에는 교량 및 터널 건설 기술의 발달로 중단거리 철도연락선의 필요성이 줄어들면서, 세이칸 연락선을 비롯한 여러 항로가 교량이나 터널로 대체되었다.
