環境保護工作的組成部分，其主要任務是研究和防止鐵路運輸污染源對環境的危害。鐵路運輸污染源具有流動、分散、種類多的特點，對環境的污染主要有以下四方面：蒸汽機車排出的煙塵、柴油機車排放的廢氣對大氣的污染；機車車輛運行、調車作業，機械化養路作業和工程施工產生的雜訊和振動對沿線居民的危害；機車、客貨車、油罐車、牲畜車等的洗刷污水，木材防腐污水等對水體的污染；貨車的殘留廢棄物、客車排出的糞便等對環境的污染。
機車排放物對大氣的污染及其治理 蒸汽機車煙囪低，煤燃程短、燃燒不完全，排放一氧化碳、二氧化硫、煤 塵、苯並芘類物質污染大氣。機車排放在隧道內的苯並芘類致癌物經調查如下表。
機車排放在隧道內的致癌物
一些國傢曾在蒸汽機車鍋爐上試裝過導風器，雖在消煙除塵，減少一氧化碳排放方面有一定效果，但操縱不便，特別是在人工焚火作業或投煤量大時，效率不夠理想。許多國傢的鐵路，已用柴油機車和電力機車取代蒸汽機車。同蒸汽機車相比，柴油機車和電力機車對大氣的污染程度大為減輕。電力機車本身不存在大氣污染問題，大氣污染集中發生在電站，電力牽引每走行1公裡，電站排往大氣中的有害物質約為：二氧化硫19.6毫克、一氧化氮243.8毫克、一氧化碳0.8毫克、粉塵21.9毫克。柴油機車的有害物質排出量也較少，但因燃油在氣缸內燃燒不完全，仍能產生多種不完全氧化物（一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、醛類和其他碳氫化合物等），特別是排放苯並芘類致癌物，應引起註意。
各國鐵路為治理柴油機車排放廢氣問題，進行瞭多方面的探索。如向燃料中加入鋇、鉬等添加劑或惰性氣體，或從改進機車設計和運用維修方面探求解決辦法，取得較好的效果。中國鐵路曾用催化劑處理柴油機車廢氣，取得一定效果，但尚未能實際應用。
鐵路的噪聲和振動對環境的污染及其治理 鐵路的噪聲和振動影響鐵路沿線居民和鐵路職工的健康，據中國鐵道部勞動衛生研究所對1319名機車乘務員的聽力檢查結果，蒸汽機車、柴油機車、電力機車乘務員的聽力損失發生率分別為69.8％、50.4％、34.4％，並發現噪聲對心血管、神經系統也有不良影響。鐵路噪聲源主要來自機車車輛運行時車輪與鋼軌接觸撞擊和機車的動力設備（見圖）。
鐵路機車車輛運行時噪聲源示意圖
鐵路噪聲的強度和頻譜受車輪踏面和鋼軌表面狀態影響很大。據研究，鋼軌表面有深度0.05～0.1毫米和0.15毫米的波紋狀磨耗時，可使運行噪聲增加2～3分貝和5～7分貝。鐵路噪聲的控制一般采取隔聲、吸聲、減振三種方法，如采用防噪彈性車輪，在客車轉向架和底架之間加裝隔聲材料，機車排氣口安裝消聲器等。在線路方面采用重型鋼軌和焊接長鋼軌，提高軌道彈性，采用雙彈性扣件、橡膠墊板等。
客車糞便對環境的污染及其治理 旅客列車在運行中排出的糞便，灑落在線路上，不但腐蝕線路設備，污染沿線土壤，有礙環境衛生，而且嚴重污染車廂，對沿線居民和車內旅客的健康危害很大。對接觸沿線土壤機會較多的工務養路大修工人6159人次進行檢查的結果表明，鉤蟲感染率達27.4％。許多國傢鐵路都在研究解決客車糞便的收集和處理問題，如瑞典鐵路采用循環沖刷式、電焚式；英國鐵路采用循環封閉式；美國鐵路采用焚化式（用電、油、丙烷或天然氣）、化學循環式、生物處理式、過濾消毒式；日本已實際應用的有糞便排出管罩式、消毒式、循環沖洗貯罐式等。中國鐵路從1967年開始研究試制客車廁所集便裝置，已基本形成收集、防寒、除臭、自動卸糞、地面集中處理的體系。
鐵路污水對環境的污染及其防治 鐵路污水的來源主要有鐵路工廠廢水和沿線各站段的污水兩類，包括洗刷機車車輛污水，鐵路工廠排放的工業廢水和醫院污水。貨車洗刷污水成分復雜，主要含有機氯、有機磷、酚及其他有害物質。罐車洗刷污水主要含有油、四乙基鉛、酚、硫化物等。牲畜車洗刷污水含有傳染病菌。機務、車輛段污水主要含有六價鉻、油、酸、堿、鉛等。枕木防腐污水主要含有酚、五氯酚、五氯酚鈉等。這些污水排入江河、湖泊、海洋或農田，污染水域和土壤，破壞生態平衡，危害人體健康。對鐵路污水應采取綜合治理措施。首先要加強貨運管理，嚴格貨物包裝，防止撒漏，文明裝卸，嚴格執行染毒車的清掃制度等。其次要查清污水的水質水量，加以處理。中國鐵路已試用生物轉盤、氧化塘、混凝-吸附法等方法處理貨車洗刷污水。