Причины пожаров на железнодорожном транспорте примерно аналогичны причинам пожаров на судах. Процесс горения в купе железнодорожного вагона сопровождается сильным задымлением, которое по системе вентиляции проникает в смежные помещения. Скорость роста температуры в купе будет определяться мощностью источника зажигания, его расположением относительно пожарной нагрузки, пожарной нагрузкой, её физико-химическими свойствами и газообменом. Большое влияние на характер развития пожара будет оказывать газообмен; например пожар в купе при открытом окне, открытой двери в коридор и открытых одном – двух окнах в коридоре будет существенно отличаться от пожара в купе при закрытых окнах и дверях.
Наибольшую опасность для людей представляют пассажирские вагоны. Скорость распространения пламени в пассажирских вагонах по коридору – 5, по купе – 2,5 м/мин. В течение 15÷20 мин огнём полностью охватывается весь вагон. Температура в вагоне повышается до 8500С, а температура пламени достигает более 1000 0С. Необходимое время эвакуации пассажиров, с учётом воздействия опасных факторов пожара, составляет 1,5÷2,0 мин до блокирования основных выходов. Плотность теплового потока на расстоянии 9÷10 метров достигает 10 кВт/м2, что приводит к загоранию подвижного состава и воспламенению твёрдых горючих материалов в полувагонах и на платформах, расположенных на соседних путях.
При горении в грузовом подвижном составе время распространения огня по всему грузовому вагону составляет не более 20 мин. Через 30÷40 мин пол в вагоне прогорает и на железнодорожные пути выпадает несгоревший груз, высокотемпературная зола и т.п. Скорость распространения огня вдоль подвижного состава в среднем составляет 1,4, по подвижному составу на соседних путях 0,4 м/мин. Скорость роста площади пожара в первые 10 мин свободного горения подвижного состава достигает 3,1 и 4м2/мин, а в последующие 10÷50 мин - 7 и 8 м2/мин.
Воздействие открытого пламени и высокой температуры на железнодорожные цистерны с ЛВЖ и ГЖ приводит к вспышке промасленного слоя на их поверхности. Наличие неплотностей и неисправностей запорной арматуры на цистернах с ЛВЖ и сжиженными углеводородными газами (СУГ) приводит к вспышке паров жидкостей над горловинами цистерн, а также газов над избыточными клапанами.
Взрыв железнодорожных цистерн с нефтепродуктами происходит, как правило, через 16÷24 мин после начала воздействия на них открытого факела пламени. Высота факела пламени при взрыве ЛВЖ и ГЖ в цистернах достигает 50 м. Взрыв одной железнодорожной цистерны способствует увеличению площади пожара до 1500 м2, в зависимости от состояния балласта железнодорожных путей и рельефа местности. Наиболее быстрое распространение огня происходит при розливе ЛВЖ и ГЖ из железнодорожных цистерн в результате аварий, столкновений или крушений поездов. При этом цистерны повреждаются или опрокидываются, вследствие чего площадь пожара может достигать 10÷35 тыс. м2. По разлитому нефтепродукту огонь распространяется не только на ближайшие поезда, но и на соседние складские, производственные здания, а в некоторых случаях на постройки городской зоны. При попадании разлитого продукта в ливневую канализацию или сточные канавы огонь может распространиться на объекты, расположенные на расстоянии до 1 км от места происшествия.
При пожаре на одной из железнодорожных станций на момент обнаружения пожара площадь составляла 20 м2 разлитого бензина у одной из цистерн. Из-за того, что пожарные подразделения были расположены на расстоянии 32 и 60 километров от станции к моменту их прибытия через 50 мин, площадь пожара разлитого бензина в результате взрыва составляла 2500 м 
. В огне оказалось четыре железнодорожные цистерны и шесть железнодорожных путей.
Через 15 мин с момента прибытия основных сил (1 час от начала пожара) произошло ещё два взрыва, и площадь пожара увеличилась до 5000 м . По истечении 3÷4 часов произошло ещё два взрыва, в результате чего площадь пожара увеличилась до 10000 м2, пожар продолжался 18 часов.
Горение железнодорожных цистерн со сжиженными углеводородными газами может сопровождаться взрывами с выбросом факела на высоту до 120÷150 м и последующим пламенным горением высотой до 50 м. Осколки взорвавшихся цистерн и ёмкостей разбрасываются на расстояние до 150 м, а в отдельных случаях до 450 м. Иногда взрыв срывает цистерну с железнодорожной платформы и отбрасывает её на расстояние до 80 м. Всё это приводит к возникновению новых очагов пожаров, повторному воспламенению разлитых горючих жидкостей.
При пожарах также возможно повреждение цистерн и ёмкостей с ядовитыми газами и жидкостями, что приводит к загазованности территории и затруднению оперативно-тактических действий по ликвидации пожаров, а также вызывает необходимость эвакуации населения из районов, прилегающих к месту происшествия.
На электрифицированных участках дорог от воздействия открытого пламени в течение 8÷10 минут происходит обрыв электроконтактных проводов.
Время ликвидации крупных пожаров на железнодорожных станциях в основном составляет от 3 до 5 часов, но может достигать и 15÷20 часов. Для ликвидации указанных пожаров требуется от 15 до 30 оперативных отделений численностью до 150÷200 человек. Кроме того, привлекаются рабочие, военнослужащие и работники милиции общей численностью до 400 человек. Используются пожарные поезда, спецтехника, поливомоечные машины и бульдозеры. Расходы воды составляют 60 ÷400 л/с.
Следует учесть, что оперативность привлечённых пожарных поездов к тушению пожаров низка из-за специфики работы железнодорожного транспорта. Вследствие этого к месту пожара за время до 40 мин прибывает в основном каждый второй пожарный поезд и в течение 1÷2 часов – каждый четвёртый. В среднем время следования пожарных поездов к месту пожара составляет 55 мин, а расстояние, на которое они привлекаются - 50 км.