ตามธรรมเนียมแล้ว รางรถไฟจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้รางเหล็กแบบแบนวางบนและตอกหรือขันสกรูเข้ากับไม้หรือหมอนคอนกรีตอัดแรง (ซึ่งในอเมริกาเหนือเรียกว่าหมอนรองราง) โดยมีหินบดวางอยู่ใต้และรอบๆ หมอนรองราง^{[ 5 ] [ 6 ]}

ทางรถไฟสมัยใหม่ส่วนใหญ่ที่มีการจราจรหนาแน่นใช้รางเชื่อมต่อเนื่องที่ยึดติดกับหมอนรองรางด้วยแผ่นฐานเพื่อกระจายน้ำหนัก เมื่อใช้หมอนรองรางคอนกรีต มักจะมีการวางแผ่นพลาสติกหรือยางไว้ระหว่างรางและแผ่นยึด รางมักจะยึดติดกับหมอนรองรางด้วยตัวยึดที่ยืดหยุ่นได้ แม้ว่าตะปูตัดจะใช้กันอย่างแพร่หลายในอเมริกาเหนือก็ตาม ในช่วงศตวรรษที่ 20 ส่วนใหญ่ รางรถไฟใช้หมอนรองรางไม้เนื้ออ่อนและรางแบบต่อเชื่อม และรางประเภทนี้จำนวนมากยังคงหลงเหลืออยู่บนเส้นทางรองและเส้นทางย่อย

ในอเมริกาเหนือและออสเตรเลียรางแบบแบนมักจะยึดติดกับหมอนรองรางด้วยตะปูรูปตัวยูผ่านแผ่นยึดแบบแบน ในสหราชอาณาจักรและไอร์แลนด์รางแบบหัววัวจะถูกติดตั้งบนเก้าอี้เหล็กหล่อซึ่งตอกตะปูติดกับหมอนรองราง ในปี พ.ศ. 2479 ทางรถไฟลอนดอน มิดแลนด์ แอนด์ สกอตติชได้บุกเบิกการเปลี่ยนมาใช้รางแบบแบนในสหราชอาณาจักร แม้ว่าสายรถไฟก่อนหน้านี้จะเคยใช้มาบ้างแล้วก็ตาม^{[ 3 ]}

รางแบบต่อข้อต่อถูกนำมาใช้ในตอนแรกเนื่องจากเทคโนโลยีในยุคนั้นไม่มีทางเลือกอื่น อย่างไรก็ตาม จุดอ่อนโดยธรรมชาติของหินรองรางในการต้านทานแรงกดในแนวดิ่งทำให้หินรองรางยุบตัวลง และต้องใช้การบำรุงรักษาอย่างหนักเพื่อป้องกันความบกพร่องทางเรขาคณิตที่ไม่สามารถยอมรับได้ที่ข้อต่อ นอกจากนี้ ข้อต่อยังต้องได้รับการหล่อลื่น และการสึกหรอที่พื้นผิวสัมผัสของแผ่นเหล็กยึด (แท่งข้อต่อ) จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขโดยการเสริมแผ่นรอง ด้วยเหตุนี้ รางแบบต่อข้อต่อจึงไม่เหมาะสมในเชิงเศรษฐกิจสำหรับทางรถไฟที่มีการใช้งานอย่างหนัก

ไม้หมอนรถไฟทำจากไม้หลายชนิดที่หาได้ง่าย และมักผ่านการเคลือบด้วยครีโอโซตโครเมียมคอปเปอร์อาร์เซเนตหรือสารกันเชื้อราอื่นๆ ไม้หมอนคอนกรีตอัดแรงมักใช้ในกรณีที่ไม้หายาก และในกรณีที่น้ำหนักบรรทุกหรือความเร็วสูง เหล็กก็ใช้ในบางกรณีเช่นกัน

หินรองรางโดยทั่วไปทำจากหินบดละเอียดตามข้อกำหนดเฉพาะ จุดประสงค์คือเพื่อรองรับหมอนรองรางและช่วยให้สามารถปรับตำแหน่งของหมอนรองรางได้บ้าง พร้อมทั้งช่วยให้ระบายน้ำได้อย่างสะดวก

• 
  รางรถไฟแบบดั้งเดิม แสดงให้เห็นหินรองราง ไม้หมอน และอุปกรณ์ยึดราง
• 
  รางนำทางของระบบรถไฟฟ้ารางเบาในสิงคโปร์ซึ่งเป็นเส้นทางที่รถไฟฟ้าขนส่งผู้โดยสารอัตโนมัติแบบใช้ล้อยางวิ่งให้บริการ

ข้อเสียของโครงสร้างรางรถไฟแบบดั้งเดิมคือ ความต้องการการบำรุงรักษาที่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับพื้นผิว (การบดอัด) และการบุราง เพื่อฟื้นฟูรูปทรงเรขาคณิตของรางและความเรียบลื่นในการวิ่งของยานพาหนะ นอกจากนี้ ความอ่อนแอของชั้นดินรองพื้นและการระบายน้ำที่ไม่เพียงพอยังนำไปสู่ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่สูงอีกด้วย ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการใช้รางแบบไร้หินรองราง ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด รางแบบนี้ประกอบด้วยแผ่นคอนกรีตต่อเนื่อง (เหมือนโครงสร้างทางหลวง) โดยมีรางรถไฟวางอยู่บนพื้นผิวด้านบนโดยตรง (โดยใช้แผ่นรองรับที่ยืดหยุ่นได้)

มีระบบที่เป็นกรรมสิทธิ์อยู่มากมาย รูปแบบต่างๆ ได้แก่ แผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กต่อเนื่อง และหน่วยคอนกรีตอัดแรงสำเร็จรูปที่วางบนชั้นฐาน มีการเสนอรูปแบบการออกแบบที่หลากหลายมากมาย

อย่างไรก็ตาม รางไร้หินรองรางมีต้นทุนเริ่มต้นสูง และสำหรับทางรถไฟที่มีอยู่แล้ว การอัพเกรดเป็นรางไร้หินรองรางจำเป็นต้องปิดเส้นทางเป็นระยะเวลานาน ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานอาจต่ำกว่าเนื่องจากการบำรุงรักษาลดลง โดยทั่วไปแล้ว รางไร้หินรองรางจะถูกพิจารณาสำหรับเส้นทางใหม่ที่มีความเร็วสูงมากหรือรับน้ำหนักได้สูงมาก ในส่วนต่อขยายสั้นๆ ที่ต้องการความแข็งแรงเพิ่มเติม (เช่น สถานีรถไฟ) หรือสำหรับการเปลี่ยนเฉพาะจุดที่มีความยากลำบากในการบำรุงรักษาเป็นพิเศษ เช่น ในอุโมงค์ ระบบ รถไฟฟ้าขนส่งมวลชนและ ระบบ รถไฟใต้ดิน แบบ ใช้ล้อยางส่วนใหญ่ใช้รางไร้หินรองราง^{[ 7 ]}

ทางรถไฟยุคแรก (ราวปี ค.ศ.  1840) ได้ทดลองใช้ รางรถไฟ แบบรับน้ำหนักต่อเนื่องซึ่งรางได้รับการรองรับตลอดความยาว โดยมีตัวอย่างเช่นรางรองรับ ของ Brunel บนทางรถไฟ Great Western Railwayรวมถึงการใช้งานบนทางรถไฟ Newcastle and North Shields Railway [ ^{8 ] บน}ทางรถไฟ Lancashire and Yorkshire RailwayตามการออกแบบของJohn Hawkshawและที่อื่นๆ^{[ 9 ]}วิศวกรคนอื่นๆ ก็ได้ส่งเสริมการออกแบบแบบรับน้ำหนักต่อเนื่องเช่นกัน^{[ 10 ]}ระบบนี้ได้รับการทดสอบบน ทางรถไฟ Baltimore and Ohioในช่วงปี ค.ศ. 1840 แต่พบว่ามีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูงกว่ารางที่มีหมอนรองขวาง^{[ 11 ]}

รางประเภทนี้ยังคงมีอยู่บนสะพานบางแห่งของ Network Rail ซึ่งคานไม้เรียกว่า waybeam หรือ longitudinal timber โดยทั่วไปความเร็วบนโครงสร้างดังกล่าวจะต่ำ^{[ 12 ]}

การประยุกต์ใช้รางที่รองรับอย่างต่อเนื่องในภายหลัง ได้แก่ 'รางแผ่นฝัง' ของ Balfour Beattyซึ่งใช้รางรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าโค้งมน (BB14072) ฝังอยู่ใน ฐานคอนกรีต หล่อขึ้นรูป (หรือคอนกรีตสำเร็จรูป) (การพัฒนาในช่วงทศวรรษ 2000) ^{[ 13 ] [ 14 ]} 'โครงสร้างรางฝัง' ที่ใช้ในเนเธอร์แลนด์ตั้งแต่ปี 1976 เริ่มแรกใช้ ราง UIC 54 แบบดั้งเดิมฝังอยู่ในคอนกรีต และต่อมาได้รับการพัฒนา (ปลายทศวรรษ 1990) ให้ใช้ราง SA42 รูปทรง 'เห็ด' นอกจากนี้ยังมีการพัฒนารุ่นสำหรับรถไฟรางเบาโดยใช้รางที่รองรับใน รางเหล็กที่เติมด้วย คอนกรีตแอสฟัลต์ (2002) ^{[ 15 ]}

รางรถไฟแบบบันไดสมัยใหม่ถือได้ว่าเป็นการพัฒนามาจากรางรถไฟแบบคานขวาง รางรถไฟแบบบันไดใช้หมอนรองรางที่วางแนวเดียวกับราง โดยมีคานขวางคล้ายขั้นบันไดคอยยึดระยะห่างระหว่างราง มีทั้งแบบมีหินรองรางและแบบไม่มีหินรองราง

ทางรถไฟในอเมริกาเหนือในยุคแรกใช้เหล็กวางบนรางไม้เพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย แต่เลิกใช้วิธีการก่อสร้างนี้หลังจากที่เหล็กหลุด เริ่มงอ และแทรกเข้าไปในพื้นของตู้โดยสาร ทำให้คนงานรถไฟในยุคแรกเรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "หัวงู" ^{[ 18 ] [ 19 ]}

รถราง Deesideในเวลส์เหนือใช้รางแบบนี้ เปิดให้บริการประมาณปี 1870 และปิดให้บริการในปี 1947 โดยยังมีบางส่วนที่ยังคงใช้รางแบบนี้อยู่ นับเป็นหนึ่งในการใช้งานรางไม้ที่มีเหล็กหุ้มด้านบนครั้งสุดท้าย^{[ 20 ]}

รางรถไฟจะถูกจัดเกรดตามความหนาแน่นเชิงเส้นนั่นคือ มวลของรางต่อความยาวมาตรฐาน รางที่หนักกว่าสามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกต่อเพลาและอัตความเร็วของรถไฟที่สูงกว่าได้โดยไม่เกิดความเสียหายเมื่อเทียบกับรางที่เบากว่า แต่ก็มีต้นทุนที่สูงกว่า ในอเมริกาเหนือและสหราชอาณาจักร รางจะถูกจัดเกรดเป็นปอนด์ต่อหลา (โดยปกติแสดงเป็นปอนด์หรือlb ) ดังนั้นราง 130 ปอนด์จะมีน้ำหนัก130 lb/yd (64 kg/m)ช่วงปกติจะอยู่ที่115 ถึง 141 lb/yd (57 ถึง 70 kg/m)ในยุโรป รางจะถูกจัดเกรดเป็นกิโลกรัมต่อเมตร และช่วงปกติจะอยู่ที่40 ถึง 60 kg/m (81 ถึง 121 lb/yd)รางที่ผลิตจำนวนมากที่มีน้ำหนักมากที่สุดคือ155 ปอนด์ต่อหลา (77 kg/m)ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับทางรถไฟ เพนซิลเว เนีย       

ต่อไปนี้คือความยาวของเหล็กรางเดี่ยวที่ผลิตโดยโรงงานเหล็กโดยไม่มีการเชื่อมแบบเทอร์ไมต์ รางที่สั้นกว่าอาจมีการเชื่อมแบบแฟลชบัตต์แต่รางที่มีความยาวดังต่อไปนี้เป็นรางที่ไม่ได้เชื่อม

• (1767) ริชาร์ด เรย์โนลด์สได้วางรางเหล็กเส้นแรกที่โคลบรูคเดล^{[ 21 ]}
• (1825) 15 ฟุต (4.57 ม.) ทางรถไฟสต็อกตันและดาร์ลิงตัน5.6 ปอนด์/หลา (2.78 กก./ม.)   
• (1830) ทางรถไฟลิเวอร์พูลและแมนเชสเตอร์ยาว 15 ฟุต (4.57 เมตร)รางโค้งมน น้ำหนัก35 ปอนด์/หลา (17.4 กิโลกรัม/เมตร)วางบนบล็อกหินเป็นส่วนใหญ่   
• (1831) รางรูปตัว T แบบมีขอบยาว 15 ฟุต (4.6 เมตร)และหนัก36 ปอนด์ต่อหลา (17.9 กิโลกรัมต่อเมตร)มาถึงฟิลาเดลเฟียนับเป็นการใช้งานรางรูปตัว T แบบมีขอบครั้งแรกในสหรัฐอเมริกา  
• (1880) 39 ฟุต (11.89 ม.)สหรัฐอเมริกา เหมาะสำหรับรถกอนโดลาที่มีความยาว 40 ฟุต (12.19 ม.)  
• (พ.ศ. 2461) 45 และ 60 ฟุต (13.72 และ 18.29 เมตร) ทางรถไฟลอนดอน มิดแลนด์ และสก็อตติช^{[ 22 ]} 
• (1950) 60 ฟุต (18.29 เมตร) รถไฟอังกฤษ 
• (พ.ศ. 2443) 71 ฟุต (21.6 ม.) – เครื่องชั่งน้ำหนักรางเหล็ก ( เครื่องชั่งรางเหล็ก ) ^{[ 23 ]}  
• (ทศวรรษ 1940) 78 ฟุต (23.77 ม.) – สองเท่า 39 ฟุต^{[ 24 ]}  
• (พ.ศ. 2496) 45 ฟุต (13.72 ม.)ออสเตรเลีย^{[ 25 ]} 

การเชื่อมรางรถไฟให้มีความยาวมากขึ้นเริ่มนำมาใช้ครั้งแรกประมาณปี พ.ศ. 2436 ทำให้การเดินทางด้วยรถไฟเงียบและปลอดภัยยิ่งขึ้น เมื่อมีการนำการเชื่อมเทอร์ไมต์มาใช้หลังปี พ.ศ. 2442 กระบวนการนี้จึงใช้แรงงานน้อยลงและแพร่หลายมากขึ้น^{[ 26 ]}

• (1895) ฮันส์ โกลด์ชมิดท์พัฒนาการเชื่อมแบบคายความร้อน
• (ค.ศ. 1899) รถรางเอสเซนกลายเป็นทางรถไฟสายแรกที่ใช้การเชื่อมแบบเทอร์ไมต์ ซึ่งเหมาะสำหรับวงจรรางรถไฟ ด้วย
• (1904) จอร์จ เพลลิสซิเยร์ เชื่อมรางรถไฟบนถนนโฮลโยคซึ่งเป็นครั้งแรกที่ใช้กระบวนการนี้ในทวีปอเมริกา
• (1935) ชาร์ลส์ แคดเวลล์ พัฒนา วิธีการเชื่อมแบบคายความร้อนสำหรับโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก
• (พ.ศ. 2493) เชื่อม 240 ฟุต (73.2 เมตร) – (4 x 60 ฟุต หรือ 18.3 เมตร ) ^{[ 27 ]}  

เทคนิคการผลิตสมัยใหม่ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ต้องเชื่อมต่อกันได้ยาวขึ้น

• (2007) 108 เมตร (354.3 ฟุต)คอรัส (ปัจจุบันคือบริติช สตีล (2016–ปัจจุบัน) ^{[ 28 ]} ) 
• (2011) 108 เมตร (354.3 ฟุต) Tata Steel Europe ^{[ 29 ]} 
• (2011) 120 เมตร (393.7 ฟุต) Voestalpine , ^{[ 30 ]} 
• (2011) 121 เมตร (397.0 ฟุต) จินดาล^{[ 31 ]} 
• (2014) 150 เมตร (492.1 ฟุต) นิปปอน สตีล^{[ 32 ]}

รางรถไฟรุ่นใหม่ที่ยาวกว่ามักจะผลิตโดยการคูณรางรถไฟรุ่นเก่าที่สั้นกว่าด้วยขนาดที่ต้องการ เพื่อให้สามารถเปลี่ยนรางเก่าได้โดยไม่ต้องตัด และสามารถใช้รถไฟขบวนเดิมในการขนส่งได้ อย่างไรก็ตามอาจต้องมีการตัดบ้างเล็กน้อย เนื่องจากรางด้านนอกของทางโค้งหักศอกนั้นยาวกว่ารางด้านในเล็กน้อย

รางสามารถจัดส่งแบบเจาะรูสำหรับยึดแผ่นเหล็ก ไว้ล่วงหน้า หรือแบบไม่เจาะรู ซึ่งในกรณีหลังจะต้องเชื่อมติดเข้าที่ โดยปกติจะมีรูสำหรับยึดแผ่นเหล็กสองหรือสามรูที่ปลายแต่ละด้าน

รางรถไฟแบบต่อเชื่อมนั้นทำขึ้นโดยใช้รางรถไฟที่มีความยาวโดยทั่วไปประมาณ20 เมตร (66 ฟุต) (ในสหราชอาณาจักร) และ39 หรือ 78 ฟุต (12 หรือ 24 เมตร) (ในอเมริกาเหนือ) ยึดเข้าด้วยกันโดยใช้แผ่นเหล็กเจาะรูที่เรียกว่าแผ่นเชื่อมต่อ (ในสหราชอาณาจักร) หรือแท่งเชื่อมต่อ (ในอเมริกาเหนือ)    

แผ่นเหล็กยึดราง (Fishplate) โดยทั่วไปมี ความยาว 600 มิลลิเมตร (2 ฟุต)และใช้เป็นคู่ๆ ติดตั้งที่ปลายรางทั้งสองด้าน แล้วยึดเข้าด้วยกันด้วยสลักเกลียว (โดยปกติสี่ตัว แต่บางครั้งอาจหกตัวต่อข้อต่อ) สลักเกลียวจะมีทิศทางการหันสลับกัน เพื่อในกรณีที่รถไฟตกราง และ ขอบล้อกระแทกกับข้อต่อ สลักเกลียวเพียงบางส่วนเท่านั้นที่จะขาด ทำให้ลดโอกาสที่รางจะเบี่ยงเบนออกจากกันและลดความรุนแรงของการตกราง เทคนิคนี้ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในทางปฏิบัติของยุโรป หัวสลักเกลียวทั้งหมดจะอยู่ด้านเดียวกันของราง  

ช่องว่างเล็กๆ ที่ทำหน้าที่เป็นรอยต่อขยายตัวนั้นถูกเว้นไว้โดยเจตนา ระหว่างปลายรางเพื่อให้รางสามารถขยายตัวได้ในสภาพอากาศร้อน ในยุโรปนั้น รอยต่อรางจะอยู่ติดกันทั้งสองด้าน ในขณะที่ในอเมริกาเหนือจะเว้นระยะห่างกัน เนื่องจากช่องว่างเล็กๆ เหล่านี้ รถไฟที่วิ่งผ่านรางที่มีรอยต่อจึงส่งเสียง "คลิกกี้-แคล็ก" และเมื่อเวลาผ่านไป ปลายรางจะโก่งลง หากไม่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดี รางที่มีรอยต่อจะไม่ให้คุณภาพการขับขี่ที่ดีเท่ากับรางเชื่อม และไม่เหมาะสำหรับรถไฟความเร็วสูงอย่างไรก็ตาม รางที่มีรอยต่อยังคงใช้กันอยู่ในหลายประเทศสำหรับเส้นทางรถไฟความเร็วต่ำและทางแยกและใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศที่ยากจนกว่า เนื่องจากต้นทุนการก่อสร้างที่ต่ำกว่าและอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดตั้งและบำรุงรักษาง่ายกว่า

ปัญหาสำคัญอย่างหนึ่งของรางแบบต่อเชื่อมคือ การแตกร้าวรอบรูสลัก ซึ่งอาจทำให้หัวราง (พื้นผิวที่ใช้วิ่ง) แตกหักได้ นี่เป็นสาเหตุของอุบัติเหตุรถไฟที่ฮิเธอร์กรีนซึ่งทำให้การรถไฟอังกฤษเริ่มเปลี่ยนรางส่วนใหญ่เป็นรางเชื่อมแบบต่อเนื่อง

ทางรถไฟสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้รางเชื่อมต่อเนื่องซึ่งบางครั้งเรียกว่ารางริบบิ้นหรือรางไร้รอยต่อในรางประเภทนี้ รางจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยใช้การเชื่อมแบบแฟลชบัตต์เพื่อสร้างรางต่อเนื่องเส้นเดียวที่อาจยาวหลายกิโลเมตร เนื่องจากมีรอยต่อเพียงเล็กน้อย รางประเภทนี้จึงแข็งแรงมาก ให้การเดินทางที่ราบรื่น และต้องการการบำรุงรักษาน้อยลง รถไฟสามารถวิ่งบนรางนี้ด้วยความเร็วสูงขึ้นโดยมีแรงเสียดทานน้อยลง รางเชื่อมมีราคาแพงกว่ารางแบบมีรอยต่อ แต่มีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาต่ำกว่ามาก รางเชื่อมเส้นแรกถูกนำมาใช้ในเยอรมนีในปี 1924 ^{[ 33 ]}และกลายเป็นเรื่องปกติในเส้นทางหลักตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมา

กระบวนการเชื่อมแบบแฟลชบัตต์ที่นิยมใช้คือ การใช้เครื่องวางรางอัตโนมัติปล่อยกระแสไฟฟ้า แรงสูง ผ่านปลายรางสองรางที่ยังไม่ได้ต่อกัน ปลายรางจะร้อนจัดจนเป็นสีขาวเนื่องจากความต้านทานไฟฟ้า แล้วจึงถูกกดเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดรอยเชื่อมที่แข็งแรงส่วนการเชื่อมแบบเทอร์ไมต์ใช้สำหรับซ่อมแซมหรือต่อรางที่เชื่อมต่อเนื่องกันอยู่แล้ว กระบวนการนี้ต้องใช้เบ้าหลอมและแม่พิมพ์เพื่อกักเก็บเหล็กหลอมเหลว

แนวปฏิบัติในอเมริกาเหนือคือการเชื่อม รางรถไฟ ยาว 1/4 ไมล์ (400 เมตร)ที่โรงงานรางรถไฟและบรรทุกขึ้นรถไฟพิเศษเพื่อขนส่งไปยังสถานที่ก่อสร้าง รถไฟขบวนนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อบรรทุกรางรถไฟหลายส่วน ซึ่งจะถูกจัดวางให้เลื่อนออกจากรางที่ด้านหลังของรถไฟและติดเข้ากับหมอนรองรางอย่างต่อเนื่อง^{[ 34 ]} 

หากไม่มีการยึดตรึง รางรถไฟจะขยายตัวในสภาพอากาศร้อนและหดตัวในสภาพอากาศเย็น เพื่อให้เกิดการยึดตรึงนี้ รางจะถูกป้องกันไม่ให้เคลื่อนที่สัมพันธ์กับหมอนรองรางโดยใช้คลิปหรือตัวยึด จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับการอัดหินรองรางให้แน่นอย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงใต้ ระหว่าง และที่ปลายหมอนรองราง เพื่อป้องกันไม่ให้หมอนรองรางเคลื่อนที่ ตัวยึดมักใช้กับหมอนรองรางไม้ ในขณะที่หมอนรองรางคอนกรีตหรือเหล็กส่วนใหญ่จะยึดติดกับรางด้วยคลิปพิเศษที่ต้านทานการเคลื่อนที่ตามแนวยาวของราง ไม่มีข้อจำกัดทางทฤษฎีว่ารางเชื่อมจะยาวได้เท่าใด อย่างไรก็ตาม หากการยึดตรึงตามแนวยาวและแนวขวางไม่เพียงพอ รางอาจบิดเบี้ยวในสภาพอากาศร้อน ซึ่งอาจนำไปสู่การตกราง การบิดเบี้ยวเนื่องจากการขยายตัวจากความร้อนในอเมริกาเหนือเรียกว่าsun kinkและในที่อื่นๆ เรียกว่า buckling ในสภาพอากาศร้อนจัด จำเป็นต้องมีการตรวจสอบพิเศษเพื่อติดตามส่วนของรางที่ทราบว่ามีปัญหา ในทางปฏิบัติของอเมริกาเหนือ อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้เกิดคำสั่งชะลอความเร็วเพื่อให้ทีมงานมีเวลาตอบสนองต่อการโก่งงอหรือ "รอยพับจากแสงแดด" หากพบเจอ^{[ 35 ]}บริษัทรถไฟเยอรมันDeutsche Bahnเริ่มทาสีรางรถไฟเป็นสีขาวเพื่อลดอุณหภูมิสูงสุดที่เกิดขึ้นในฤดูร้อน^{[ 36 ]}

หลังจากวางรางส่วนใหม่หรือเปลี่ยนรางที่ชำรุด (เชื่อม) แล้ว สามารถเพิ่มแรงดึงให้กับรางได้หากอุณหภูมิของรางขณะวางเย็นกว่าที่ต้องการกระบวนการเพิ่มแรงดึง นี้ เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ราง ทำให้รางขยายตัว^{[ 37 ]}หรือการยืดรางด้วย อุปกรณ์ ไฮดรอลิกจากนั้นจึงยึด (หนีบ) รางในรูปทรงที่ขยายตัวแล้วเข้ากับหมอนรองราง กระบวนการนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ารางจะไม่ขยายตัวมากไปกว่านี้ในสภาพอากาศร้อนในภายหลัง ในสภาพอากาศเย็น รางจะพยายามหดตัว แต่เนื่องจากยึดแน่น จึงไม่สามารถหดตัวได้ ในทางปฏิบัติ รางที่มีแรงดึงจึงคล้ายกับยางยืด ที่ยืด ออกและยึดแน่น ในสภาพอากาศที่หนาวจัด รางจะถูกให้ความร้อนเพื่อป้องกันการ "แยกออกจากกัน" ^{[ 38 ]}

รางเชื่อมต่อเนื่องพร้อมอุปกรณ์ยึด จะถูกติดตั้งที่อุณหภูมิที่เรียกว่า "อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับราง" ซึ่งอยู่ประมาณกึ่งกลางระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดที่เกิดขึ้นในบริเวณนั้น ขั้นตอนการติดตั้งนี้มีจุดประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้รางโก่งงอในความร้อนของฤดูร้อน หรือแยกออกจากกันในความหนาวเย็นของฤดูหนาว ในอเมริกาเหนือ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะตรวจพบรางที่ชำรุดได้จากการขัดข้องของกระแสไฟฟ้าในระบบสัญญาณ จึงถือว่ารางที่ชำรุดนั้นมีความอันตรายน้อยกว่ารางที่โก่งงอเนื่องจากความร้อนซึ่งตรวจไม่พบ

ข้อต่อจะใช้ในรางเชื่อมต่อเนื่องเมื่อจำเป็น โดยทั่วไปเพื่อรองรับช่องว่างของวงจรสัญญาณ แทนที่จะใช้ข้อต่อที่ตัดขวางรางโดยตรง บางครั้งปลายรางทั้งสองจะถูกตัดเป็นมุมเพื่อให้การเปลี่ยนผ่านราบรื่นยิ่งขึ้น ในกรณีที่รุนแรง เช่น ที่ปลายสะพานยาวข้อต่อระบายอากาศ (ซึ่งในอเมริกาเหนือและอังกฤษเรียกว่าข้อต่อขยาย ) จะช่วยให้ล้อวิ่งได้อย่างราบรื่นในขณะที่อนุญาตให้รางหนึ่งขยายตัวสัมพันธ์กับอีกรางหนึ่ง

มีวิธีการต่างๆ มากมายในการยึดรางเข้ากับหมอนรองราง ในอดีต รางจะถูกตอกตะปูลงบนหมอนรองรางโดยตรง ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนมาใช้แผ่นรองที่ติดตั้งระหว่างรางและหมอนรองราง และในภายหลัง ตะปูได้ถูกแทนที่ด้วยคลิปเหล็กสปริง เช่นคลิปPandrolเพื่อยึดรางเข้ากับแผ่นรอง

ในยุคแรกเริ่ม ของการรถไฟ มีความแตกต่างอย่างมากในขนาดรางที่ใช้โดยระบบต่างๆ และในสหราชอาณาจักรในช่วงที่การสร้างทางรถไฟเฟื่องฟูในทศวรรษ 1840 รางกว้างของบรูเนลที่7 ฟุต1/4 นิ้ว ( 2,140 มม. )ได้แข่งขันกับสิ่งที่เรียกว่าราง "แคบ" ในเวลานั้นที่1,435 มม. ( 4 ฟุต8 + 1/2 นิ้ว )ในที่สุด รางขนาด 1,435 มม. ( 4ฟุต8 + 1/2นิ้ว) ก็ชนะการแข่งขันและกลายเป็นรางมาตรฐาน โดยคำว่า "รางแคบ" จึง ถูก ใช้สำหรับ รางที่แคบกว่ามาตรฐานใหม่นับจากนั้นเป็นต้นมา( ข้อมูล ณ ปี 2017 )            ประมาณ ร้อยละ 60 ของทางรถไฟทั่วโลกใช้รางขนาด 1,435 มม. (4 ฟุต 8 + 1/2 นิ้ว)ซึ่งเรียก ว่ารางมาตรฐานหรือรางสากล[ 44 ] [ 45 ] ^{รางที่กว้างกว่ารางมาตรฐาน}เรียกว่ารางกว้าง ราง ที่แคบกว่า เรียกว่า รางแคบบางส่วนของรางเป็นรางคู่โดยมีรางขนานสาม (หรือบางครั้งสี่) รางแทนที่จะเป็นสองรางตามปกติ เพื่อให้รถไฟที่มีขนาดรางต่างกันสองขนาดสามารถใช้รางเดียวกันได้^{[ 46 ]}   

เกจวัดสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างปลอดภัยในช่วงหนึ่ง ตัวอย่างเช่น มาตรฐานความปลอดภัยของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ อนุญาตให้เกจวัดมาตรฐานเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่4 ฟุต 8 นิ้ว (1,420 มม.)ถึง4 ฟุต9 + 1 ⁄ 2นิ้ว (1,460 มม.)สำหรับการใช้งานที่ความเร็วสูงสุด60 ไมล์ต่อชั่วโมง (97 กม./ชม. ) ^{[ 47 ]}        

วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาถูกนำมาใช้ทั่วโลกเพื่อลดหรือทดแทนชั้นแบบดั้งเดิมในการก่อสร้างและการฟื้นฟูรางรถไฟ ปรับปรุงการรองรับรางและลดต้นทุนการบำรุงรักษา^{[ 49 ] [ 50 ]}วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาเสริมแรง เช่นจีโอเซลล์^{[ 51 ]} (ซึ่งอาศัยกลไกการกักเก็บดินแบบ 3 มิติ) ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการทำให้ดินชั้นล่างที่อ่อนนุ่มมีความเสถียรและเสริมแรงชั้นโครงสร้างพื้นฐาน จึงช่วยจำกัดการเสื่อมสภาพของรางรถไฟ วัสดุสังเคราะห์ทางธรณีวิทยาเสริมแรงช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักของดิน จำกัดการเคลื่อนตัวและการเสื่อมสภาพของหินรองราง และลดการทรุดตัวที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลต่อรูปทรงเรขาคณิตของราง^{[ 52 ]}นอกจากนี้ยังช่วยลดเวลาและต้นทุนในการก่อสร้าง ในขณะเดียวกันก็ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและคาร์บอนฟุตพริ้นท์^{[ 53 ]}การใช้โซลูชันเสริมแรงทางธรณีสังเคราะห์ที่เพิ่มขึ้นได้รับการสนับสนุนจากวัสดุจีโอเซลล์ประสิทธิภาพสูงใหม่ (เช่น NPA - Novel Polymeric Alloy ) งานวิจัยที่ตีพิมพ์ โครงการกรณีศึกษา และมาตรฐานสากล (ISO, ^{[ 54 ]} ASTM, ^{[ 55 ]} CROW/SBRCURnet ^{[ 56 ]} )

การใช้แผ่นใยสังเคราะห์ประสิทธิภาพสูงแบบไฮบริดที่ชั้นรองพื้นและแผ่นใยสังเคราะห์ประสิทธิภาพสูงในชั้นรองพื้น/ชั้นรองรางด้านบน แสดงให้เห็นว่าสามารถเพิ่มปัจจัยการเสริมแรงได้มากกว่าผลรวมของการมีส่วนร่วมของแต่ละส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีประสิทธิภาพในการลดการยกตัวของดินเหนียวรองพื้นที่ขยายตัวได้^{[ 57 ]}โครงการทดสอบภาคสนามบนเส้นทาง NE Corridor ของAmtrak ที่ประสบปัญหาการสูบโคลนดินเหนียว แสดงให้เห็นว่าวิธีการแก้ปัญหาแบบไฮบริดช่วยปรับปรุงดัชนีคุณภาพราง (TQI) ลดการเสื่อมสภาพของรูปทรงเรขาคณิตของราง และลดการบำรุงรักษาพื้นผิวรางลงถึง 6.7 เท่า โดยใช้แผ่นใยสังเคราะห์ NPA ประสิทธิภาพสูง ^{[ 58 ]}การเสริมแรงด้วยวัสดุสังเคราะห์ยังใช้เพื่อทำให้คันดินทางรถไฟมีความมั่นคง ซึ่งต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนต่อการรับน้ำหนักแบบวัฏจักรซ้ำๆ แผ่นใยสังเคราะห์สามารถใช้วัสดุเม็ดละเอียดที่รีไซเคิลแล้วหรือมีการคัดขนาดไม่ดีเพื่อสร้างคันดินที่มั่นคง ทำให้การก่อสร้างทางรถไฟประหยัดและยั่งยืนมากขึ้น^{[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]}