列車脱線事故（れっしゃだっせんじこ）とは、鉄道事故等報告規則（昭和62年2月20日運輸省令第8号）で定める列車が脱線した事故のことをいう。二次的に転覆・ホームやマンションなどの構造物との衝突や、火災が発生したりしても、事故の主要因が軌道を逸脱したものであれば、列車脱線事故となる。

したがって、2005年（平成17年）に土佐くろしお鉄道で発生した事故のように、ホームの構造物に激突・衝突していたとしても、車止めを超えた時点で本来の軌道を逸脱したものと判断され、列車衝突事故とはならない。なお、踏切道において、列車又は車両が道路を通行する人又は車両等と衝突し、又は接触した事故としては踏切障害事故があるが、脱線を伴う踏切障害事故は主要因が踏切障害事故であっても列車脱線事故として扱われている。わかりにくいため、航空・鉄道事故調査委員会では列車脱線事故（踏切障害に伴うもの）との付記をつけるようにしている。

ただ単に脱線しただけの場合は被害が小さいが、横転または転覆したり、日比谷線で発生した事故のように対向列車に衝突したり、福知山線（JR宝塚線）で発生した事故のように線路外の建築物に衝突したりした場合には被害が大きくなる。線路や車両の状態に特に異常がなくとも力学的要素が絡み合って偶発的に脱線する場合もあり、車両の挙動の解析とそれを踏まえた車両構造の改良や、線路の様々な改良（例：脱線防止ガードの設置など）により、未然に防ぐ努力が進められている。